JP3667139B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源を用いた画像形成装置の画像形成装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子放出素子として熱陰極素子と冷陰極素子の２種類が知られている。このうち冷陰極素子では、たとえば表面伝導型放出素子や、電界放出型素子（以下ＦＥ型と記す）や、金属／絶縁層／金属型放出素子（以下ＭＩＭ型と記す）、などが知られている。
【０００３】
表面伝導型放出素子としては、たとえば、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】
表面伝導型放出素子は、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。この表面伝導型放出素子としては、前記エリンソン等によるＳｎＯ2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、Ｉｎ2Ｏ3／ＳｎＯ2 薄膜によるもの〔Ｍ．Ｈａｒｔｗｅｌｌ ａｎｄ Ｃ．Ｇ．Ｆｏｎｓｔａｄ：”ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＥＤ Ｃｏｎｆ．”，５１９（１９７５）〕や、カ−ボン薄膜によるもの〔荒木久 他：真空、第２６巻、第１号、２２（１９８３）〕等が報告されている。
【０００５】
これらの表面伝導型放出素子の素子構成の典型的な例として、図１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、３００１は基板で、３００４はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜３００４は図示のようにＨ字形の平面形状に形成されている。該導電性薄膜３００４に後述の通電フォ−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らによる素子をはじめとして上述の表面伝導型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−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。すなわち、通電フォ−ミングとは、前記導電性薄膜３００４の両端に一定の直流電圧、もしくは、例えば１Ｖ／分程度の非常にゆっくりとしたレ−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せしめ、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−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】
表面伝導型放出素子は、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、たとえば特開昭６４−３１３３２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。
【０００８】
図２は平面型の画像表示装置をなす表示パネル部の一例を示す斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。図中、３１１５はリアプレート、３１１６は側壁、３１１７はフェースプレートであり、リアプレート３１１５、側壁３１１６およびフュースプレート３１１７により、表示パネルの内部を真空に維持するための外囲器（気密容器）を形成している。リアプレート３１１５には基板３１１１が固定されているが、この基板３１１１上には冷陰極素子３１１２が、ＮＸＭ個形成されている。（Ｎ、Ｍは２以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。）また、前記ＮＸＭ個の冷陰極素子３１１２は、図２に示すとおり、Ｍ本の行方向配線３１１３とＮ本の列方向配線３１１４により配線されている。これら基板３１１１、冷陰極素子３１１２、行方向配線３１１３および列方向配線３１１４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。また、行方向配線３１１３と列方向配線３１１４の少なくとも交差する部分には、両配線間に絶縁層(不図示)が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【０００９】
フェースプレート３１１７の下面には、蛍光体からなる蛍光膜３１１８が形成されており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、育（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図示）が塗り分けられている。また、蛍光膜３１１８をなす上記各色蛍光体の間には黒色部材（不図示）が設けてあり、さらに蛍光膜３１１８のリアプレート３１１５側の面には、Ａｌ等からなるメタルバック３１１９が形成されている。
【００１０】
Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜ＤｙｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線３１１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線３１１４と、Ｈｖはメタルバック３１１９と各々電気的に接続している。
【００１１】
また、上記気密容器の内部は１０のマイナス６乗Ｔｏｒｒ程度の真空に保持されており、画像表示装置の表示面積が大きくなるにしたがい、気密容器内部と外部の気圧差によるリアプレート３１１５およびフェースプレート３１１７の変形あるいは破壊を防止する手段が必要となる。そこで、比較的薄いガラス板や、棒からなり大気圧を支えるための構造支持体（スペーサ）３１２０が設けられる。このようにして、マルチビーム電子源が形成された基板３１１１と蛍光膜３１１８が形成されたフェースプレート３１１７間は通常サブミリないし数ミリに保たれ、前述したように気密容器内部は高真空に保持されている。
【００１２】
以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じて各冷陰極素子３１１２に電圧を印加すると、各冷陰極素子３１１２から電子が放出される。それと同時にメタルバック３１１９に容器外端子Ｈｖを通じて数百〔Ｖ〕ないし数〔ｋＶ〕の高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレート３１１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜３１１８をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した画像形成装置の表示パネルにおいては以下のような問題点があった。
【００１４】
上記した画像形成装置を構成する気密容器の組立工程は、例えば、以下のようにして行われる。
【００１５】
まず、上記フェースプレートに上記スペーサをフリットなどの接合部材を用いて固定する。続いて、フェースプレートおよびリアプレートの双方に接合するための接合材が配された支持枠をフェースプレート上に配置する。続いて、リアプレートを、フェースプレートに固定されたスペーサおよび支持枠上にリアプレートを配置し、必要に応じてリアプレートとフェースプレートとを加圧しながら加熱することで、封着し、容器を組み立てる。この封着を真空雰囲気で行えば、気密容器が形成される。封着を非真空下で行った場合は、さらに、排気管を介して容器内部を排気し、排気管を溶融させ気密容器を形成する。
【００１６】
尚、スペーサを接合部材により固定するプレートはフェースプレート側でなく、リアプレート側でも良い。リアプレート側に固定する場合には、基本的には、上記したプロセスにおけるフェースプレートをリアプレートに入れ替えるだけである。
【００１７】
このようなプロセスにより、内部が減圧状態に保持された気密容器内に配された前記スペーサの一方の端は、接合部材によってリアプレートまたはフェースプレートに強固に固定され、リアプレートまたはフェースプレートと一体になっている。しかしながら、他方の端は、接合部材により固定されていないため、スペーサの端部が直接フェースプレートもしはりアプレートの構成部材（黒色部材（ブラックマトリクス）あるいは配線）と接触した状態となる。
【００１８】
一方、封着時にフェースプレートとリアプレートとの位置合わせにずれがあった場合や、スペーサを接合部材でリアプレートまたはフェースプレートに固定する際に、フェースプレートもしくはリアプレートの構成部材（黒色部材（ブラックマトリクス）あるいは配線）との位置合わせにずれがあった場合や、あるいは、スペーサが傾いた状態で接合部材によりフェースプレートまたはリアプレートに固定される場合があった。
【００１９】
このため、上記のような位置ずれや傾きがあると、上記封着時、あるいは排気時に、接合部材により固定されていない側のスペーサの角が、フェースプレートもしくはリアプレートの構成部材（黒色部材（ブラックマトリクス）あるいは配線）と接触するなどして本来加わるはずのない荷重がスペーサの角部に加わる場合が有った。図２２に、スペーサがリアプレートに対し傾いて固定された際に、接合部材により固定されていない側のスペーサの端部の角が、フェースプレート側の構成部材である黒色部材に接触した状態を模式的に示す。このような場合、スペーサの角に過剰な力がかかりスペーサの破壊や破損が生じることがあった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上記問題点を鑑みて検討した結果、電子源を有するリアプレートと、画像形成部材を有するフェースプレートと、前記フェースプレートとリアプレート間に配され、前記フェースプレートまたは前記リアプレートのどちらか一方のプレートに接合部材により固定され、前記他方のプレートに形成された断面形状が凸状の曲率を有する設置台に当接することで前記リアプレートと前記フェースプレートとの間隔を制御するスペーサとを有し、前記スペーサの、前記他方のプレートと対向する面は平面であり、該平面が前記設置台に当接し、且つ該平面の外周部である角部は前記設置台と離れていることを特徴とする画像形成装置を用いることにより、スペーサの角に過剰な力がかからず、スペーサの破壊や破損を防止した画像形成装置を提供する。
【００２２】
また、さらに、前記設置台の頂部と前記スペーサの間の位置ずれを ｘ 、前記スペーサの厚みを ｔ とすると、 ｘ ≦ t / 2 を満たすことが好ましい。
【００２３】
また、前記スペーサの厚みを ｔ 、設置台の曲率半径を R、スペーサの傾き θ とすると、
θ≦ sin^-1 (t / 2 R) を満たすことが好ましい。
【００２４】
また、前記スペーサの厚みを ｔ 、設置台の曲率半径を R、スペーサの傾きをθ、リアプレートの平面のスペーサの傾いた方向をx軸としたとき、設置台でのスペーサの位置ずれを ｘ、とし、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央よりもＸ軸方向に大きいとき、 R sin|θ| ≦ x ＋ t / 2 を満たすことが好ましい。
【００２５】
そして、前記スペーサの厚みを ｔ 、設置台の曲率半径を R、スペーサの傾きを θ、リアプレートの平面のスペーサの傾いた方向をx軸としたとき、設置台でのスペーサの位置ずれを ｘ、とし、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央と設置台の頂点の間にあるとき
R sin|θ| ≦ x ― t / 2
であることが好ましい。
【００２７】
また、前記スペーサが前記フェースプレートまたは、前記スペーサが前記リアプレートと接する平面と、その平面に接する他平面の角に曲率を持つことが好ましく、
さらに、前記角の曲率半径Ｒが、
Ｒ ≧ 10μｍ
であることことが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態についてのべる。
【００２９】
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。図１２は、本発明が好ましく用いられる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。図中、１０１５はリアプレ−ト、１０１６は側壁、１０１７はフェ−スプレ−トであり、１０１５〜１０１７により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。
【００３０】
気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、摂氏４００〜５００度で１０分以上焼成することにより封着を達成した。
【００３１】
気密容器内部を真空に排気する方法については後述する。また、上記気密容器の内部は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気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、スペーサ１０２０が設けられている。
【００３２】
尚、ここでは、平板上のスペーサを用いた例を示したが、本発明においては、スペーサの形状はこれに限られるものではなく、例えば円柱状のものなども好ましく用いる事ができる。
【００３３】
スペーサは、その形状として、フェースプレートおよびリアプレートに当接もしくは接合される面（大気圧を支持する面）が、フェースプレートおよびリアプレートの平面に対し略平行になる面を持つとともに、フェースプレートとリアプレート間の間隔方向と略平行になる面（真空に露出する面）をもつ。これらの面が交差する部分（上記当接面の外周部）を本発明ではスペーサの角と呼ぶ。
【００３４】
次に、本発明の画像形成装置に用いることができる電子放出素子基板（電子源基板）について説明する。
【００３５】
本発明の画像形成装置に用いられる電子源基板は複数の冷陰極素子を基板上に配列することにより形成される。冷陰極素子の配列の方式には、冷陰極素子を並列に配置し、個々の素子の両端を配線で接続するはしご型配置（以下、はしご型配置電子源基板と称する）や、冷陰極素子の一対の素子電極のそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を接続した単純マトリクス配置（以下、マトリクス型配置電子源基板と称する）が挙げられる。なお、はしご型配置電子源基板を有する画像形成装置には、電子放出素子からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極（グリッド電極）を必要とする。
【００３６】
リアプレ−ト１０１５には、基板１０１１が固定されているが、該基板上には冷陰極素子１０１２がＮｘＭ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。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００，Ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。）前記ＮｘＭ個の冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１０１３とＮ本の列方向配線１０１４により単純マトリクス配線されている。前記、１０１１〜１０１４によって構成される部分をマルチ電子ビ−ム源と呼ぶ。
【００３７】
本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビ−ム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線もしくは、はしご型配置した電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。
【００３８】
したがって、たとえば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。
【００３９】
次に、冷陰極素子として表面伝導型放出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビ−ム源の構造について述べる。
【００４０】
図１４に示すのは、図１２の表示パネルに用いたマルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板１０１１上には、後述の図５で示すものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線１０１３と列方向配線１０１４により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線１０１３と列方向配線１０１４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【００４１】
図１４のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図１５に示す。
【００４２】
なお、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ基板上に行方向配線１０１３、列方向配線１０１４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線１０１３および列方向配線１０１４を介して各素子に給電して通電フォ−ミング処理（後述）と通電活性化処理（後述）を行うことにより製造した。
【００４３】
ここでは、気密容器のリアプレ−ト１０１５にマルチ電子ビ−ム源の基板１０１１を固定する構成としたが、マルチ電子ビ−ム源の基板１０１１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−トとしてマルチ電子ビ−ム源の基板１０１１自体を用いてもよい。
【００４４】
また、フェ−スプレ−ト１０１７の下面には、蛍光膜１０１８が形成されている。本実施例はカラ−表示装置であるため、蛍光膜１０１８の部分にはＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられている。各色の蛍光体は、たとえば図４の（Ａ）に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライプの間には黒色の導電体１０１０が設けてある。黒色の導電体１０１０を設ける目的は、電子ビ−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事や、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐ事、電子ビ−ムによる蛍光膜のチャ−ジアップを防止する事などである。黒色の導電体１０１０には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的に適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。
【００４５】
また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記図４（Ａ）に示したストライプ状の配列に限られるものではなく、たとえば図４（Ｂ）に示すようなデルタ状配列や、それ以外の配列（例えば図４（ｃ））であってもよい。
【００４６】
なお、モノクロ−ムの表示パネルを作成する場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜１０１８に用いればよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよい。
【００４７】
また、蛍光膜１０１８のリアプレ−ト側の面には、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック１０１９を設けてある。メタルバック１０１９を設けた目的は、蛍光膜１０１８が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させる事や、負イオンの衝突から蛍光膜１０１８を保護する事や、電子ビ−ム加速電圧を印加するための電極として作用させる事や、蛍光膜１０１８を励起した電子の導電路として作用させる事などである。メタルバック１０１９は、蛍光膜１０１８をフェ−スプレ−ト基板１０１７上に形成した後、蛍光膜表面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍光膜１０１８に低電圧用の蛍光体材料を用いた場合には、メタルバック１０１９は用いない。
【００４８】
また、加速電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ−スプレ−ト基板１０１７と蛍光膜１０１８との間に、たとえばＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。
【００４９】
また、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−ム源の行方向配線１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビ−ム源の列方向配線１０１４と、Ｈｖはフェ−スプレ−トのメタルバック１０１９と電気的に接続している。
【００５０】
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−膜（不図示）を形成する。ゲッタ−膜とは、たとえばＢａを主成分とするゲッタ−材料をヒ−タ−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−膜の吸着作用により気密容器内は１ｘ１０マイナス５乗ないしは１ｘ１０マイナス７乗〔Ｔｏｒｒ〕の真空度に維持される。
【００５１】
以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加すると、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それと同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを通じて数百〔Ｖ〕ないし数〔ｋＶ〕の高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレート１０１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
【００５２】
通常、冷陰極素子として表面伝導型放出素子を用いた場合、素子への印加電圧は１２〜１６〔Ｖ〕程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２との距離ｄは０．１〔ｍｍ〕から８〔ｍｍ〕程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧０．１〔ｋＶ〕から１０〔ｋＶ〕程度である。
【００５３】
次に、前記実施例の表示パネルに用いたマルチ電子ビ−ム源の製造方法について説明する。本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビ−ム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線した電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。
【００５４】
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もとでは、これらの冷陰極素子の中でも、表面伝導型放出素子が特に好ましい。表面伝導型放出素子は製造が容易に行えるので、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビ−ム源に用いるには、最も好適であると言える。
【００５５】
そこで、まず、表面伝導型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し、その後で多数の素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ−ム源の構造について述べる。
【００５６】
（表面伝導型放出素子の好適な素子構成と製法）
表面伝導型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。
【００５７】
（平面型の表面伝導型放出素子）
まず最初に、平面型の表面伝導型放出素子の素子構成と製法について説明する。
【００５８】
図５に示すのは、平面型の表面伝導型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、１１０１は基板、１１０２と１１０３は素子電極、１１０４は導電性膜、１１０５は間隙、１１１３は炭素膜である。
【００５９】
基板１１０１としては、たとえば、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たとえばＳｉＯ2 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。
【００６０】
また、基板１１０１上に基板面と平行に対向して設けられた素子電極１１０２と１１０３は、導電性を有する材料によって形成されている。たとえば、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Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 をはじめとする金属酸化物、ポリシリコンなどの半導体、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、たとえば真空蒸着などの製膜技術とフォトリソグラフィ−、エッチングなどのパタ−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（たとえば印刷技術）を用いて形成してもさしつかえない。
【００６１】
素子電極１１０２と１１０３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−ムから数百マイクロメ−タ−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−タ−より数十マイクロメ−タ−の範囲である。
【００６２】
また、素子電極の厚さｄについては、通常は数百オングストロ−ムから数マイクロメ−タ−の範囲から適当な数値が選ばれる。
【００６３】
また、導電性膜１１０４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１１０２あるいは１１０３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−ミングを良好に行うのに必要な条件、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−ムから数千オングストロ−ムの範囲のなかで設定するが、なかでも好ましいのは１０オングストロ−ムから５００オングストロ−ムの間である。
【００６４】
また、導電性膜１１０４を形成するのに用いられうる材料としては、たとえば、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｉｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｂ，などをはじめとする金属や、ＰｄＯ，ＳｎＯ2 ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，ＰｂＯ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，などをはじめとする酸化物や、ＨｆＢ2 ，ＺｒＢ2 ，ＬａＢ6 ，ＣｅＢ6 ，ＹＢ4 ，ＧｄＢ4 ，などをはじめとする硼化物や、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＴａＣ，ＳｉＣ，ＷＣ，などをはじめとする炭化物や、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ，などをはじめとする窒化物や、Ｓｉ，Ｇｅ，などをはじめとする半導体や、カ−ボン、などがあげられ、これらの中から適宜選択される。
【００６５】
以上述べたように、導電性薄膜１１０４のシ−ト抵抗値については、１０の３乗から１０の７乗〔オ−ム／ｓｑ〕の範囲に含まれるよう設定した。
【００６６】
なお、導電性薄膜１１０４と素子電極１１０２および１１０３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、素子電極、導電性薄膜の順序で積層したが、場合によっては下から基板、導電性薄膜、素子電極、の順序で積層してもさしつかえない。
【００６７】
また、間隙１１０５は、導電性薄膜１１０４に対して、後述する通電フォ−ミングの処理を行うことにより形成する。なお、実際の間隙１１０５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５においては模式的に示した。
【００６８】
また、炭素膜１１１３は、炭素もしくは炭素化合物よりなる薄膜で、間隙１１０５およびその近傍を被覆している。薄膜１１１３は、通電フォ−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する。なお、実際の薄膜１１１３の位置や形状を精密に図示するのは困難なため、図５においては模式的に示した。また、平面図（ａ）においては、薄膜１１１３の一部を除去した素子を図示した。
【００６９】
以上、好ましい素子の基本構成を述べたが、実施例においては以下のような素子を用いた。
【００７０】
すなわち、基板１１０１には青板ガラスを用い、素子電極１１０２と１１０３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−ム〕、電極間隔Ｌは２〔マイクロメ−タ−〕とした。
【００７１】
導電性膜の主要材料としてＰｄもしくはＰｄＯを用い、その厚さは約１００〔オングストロ−ム〕、幅Ｗは１００〔マイクロメ−タ〕とした。
【００７２】
次に、好適な平面型の表面伝導型放出素子の製造方法について説明する。
【００７３】
図６の（ａ）〜（ｄ）は、表面伝導型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５と同一である。
【００７４】
１）まず、図６（ａ）に示すように、基板１１０１上に素子電極１１０２および１１０３を形成する。
【００７５】
形成するにあたっては、あらかじめ基板１１０１を洗剤、純水、有機溶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、たとえば、蒸着法やスパッタ法などの真空成膜技術を用ればよい。）その後、堆積した電極材料を、フォトリソグラフィ−・エッチング技術を用いてパタ−ニングし、（ａ）に示した一対の素子電極（１１０２と１１０３）を形成する。
【００７６】
２）次に、同図（ｂ）に示すように、導電性膜１１０４を形成する。
【００７７】
形成するにあたっては、まず前記（ａ）の基板に有機金属溶液を塗布して乾燥し、加熱焼成処理して成膜した後、フォトリソグラフィ−・エッチングにより所定の形状にパタ−ニングする。ここで、有機金属溶液とは、導電性薄膜に用いる材料を主要元素とする有機金属化合物の溶液である。実施例では主要元素としてＰｄを用いた。
【００７８】
また、導電性薄膜の成膜方法としては、本実施例で用いた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。
【００７９】
３）次に、同図（ｃ）に示すように、フォ−ミング用電源１１１０から素子電極１１０２と１１０３の間に適宜の電圧を印加し、通電フォ−ミング処理を行って、間隙１１０５を形成する。
【００８０】
なお、間隙１１０５が形成される前と比較すると、形成された後は素子電極１１０２と１１０３の間で計測される電気抵抗は大幅に増加する。
【００８１】
通電方法をより詳しく説明するために、図７に、フォ−ミング用電源１１１０から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。導電性薄膜をフォ−ミングする場合には、パルス状の電圧が好ましく、本実施例の場合には同図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、間隙１１０５の形成状況をモニタ−するためのモニタ−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１１１１で計測した。
【００８２】
実施例においては、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回の割りで、モニタ−パルスＰｍを挿入した。フォ−ミング処理に悪影響を及ぼすことがないように、モニタ−パルスの電圧Ｖｐｍは０．１〔Ｖ〕に設定した。そして、素子電極１１０２と１１０３の間の電気抵抗が１ｘ１０の６乗〔オ−ム〕になった段階、すなわちモニタ−パルス印加時に電流計１１１１で計測される電流が１ｘ１０のマイナス７乗〔Ａ〕以下になった段階で、フォ−ミング処理にかかわる通電を終了した。
【００８３】
なお、上記の方法は、実施例の表面伝導型放出素子に関する好ましい方法であり、たとえば導電性膜の材料や膜厚、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。
【００８４】
４）次に、図６の（ｄ）に示すように、活性化用電源１１１２から素子電極１１０２と１１０３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。
【００８５】
通電活性化処理とは、前記通電フォ−ミング処理により形成された間隙１１０５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１１１３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。
【００８６】
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からなる炭素膜１１１３を形成する。
【００８７】
通電方法をより詳しく説明するために、図８の（ａ）に、活性化用電源１１１２から印加する適宜の電圧波形の一例を示す。本実施例においては、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、本実施例の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型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。
【００８８】
図６の（ｄ）に示す１１１４は該表面伝導型放出素子から放出される放出電流Ｉｅを捕捉するためのアノ−ド電極で、直流高電圧電源１１１５および電流計１１１６が接続されている。（なお、基板１１０１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−ド電極１１１４として用いる。）活性化用電源１１１２から電圧を印加する間、電流計１１１６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−し、活性化用電源１１１２の動作を制御する。電流計１１１６で計測された放出電流Ｉｅの一例を図８（ｂ）に示すが、活性化電源１１１２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１１１２からの電圧印加を停止し、通電活性化処理を終了する。
【００８９】
なお、上述の通電条件は、本実施例の表面伝導型放出素子に関する好ましい条件であり、表面伝導型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。
【００９０】
以上のようにして、図６（ｅ）に示す平面型の表面伝導型放出素子を実施例では製造した。
【００９１】
（垂直型の表面伝導型放出素子）
次に、垂直型の表面伝導型放出素子の構成について説明する。
【００９２】
図９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、図中の１２０１は基板、１２０２と１２０３は素子電極、１２０６は段差形成部材、１２０４は導電性薄膜、１２０５は間隙、１２１３は炭素膜、である。垂直型が先に説明した平面型と異なる点は、素子電極のうちの片方（１２０２）が段差形成部材１２０６上に設けられており、導電性膜１２０４が段差形成部材１２０６の側面を被覆している点にある。したがって、前記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１２０６の段差高Ｌｓとして設定される。なお、基板１２０１、素子電極１２０２および１２０３、導電性薄膜１２０４、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１２０６には、たとえばＳｉＯ2 のような電気的に絶縁性の材料を用いる。
【００９３】
次に、垂直型の表面伝導型放出素子の製法の一例について説明する。図１０の（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９と同一である。
【００９４】
１）まず、図１０（ａ）に示すように、基板１２０１上に素子電極１２０３を形成する。
【００９５】
２）次に、同図（ｂ）に示すように、段差形成部材を形成するための絶縁層を積層する。絶縁層は、たとえばＳｉＯ2 をスパッタ法で積層すればよいが、たとえば真空蒸着法や印刷法などの他の成膜方法を用いてもよい。
【００９６】
３）次に、同図（ｃ）に示すように、絶縁層の上に素子電極１２０２を形成する。
【００９７】
４）次に、同図（ｄ）に示すように、絶縁層の一部を、たとえばエッチング法を用いて除去し、素子電極１２０３を露出させる。
【００９８】
５）次に、同図（ｅ）に示すように、導電性薄膜１２０４を形成する。形成するには、前記平面型の場合と同じく、たとえば塗布法などの成膜技術を用いればよい。
【００９９】
６）次に、前記平面型の場合と同じく、通電フォ−ミング処理を行い、間隙を形成する。（図６（ｃ）を用いて説明した平面型の通電フォ−ミング処理と同様の処理を行えばよい。）
【０１００】
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、間隙近傍に炭素もしくは炭素化合物ｋらなる炭素膜を形成する。（平面型の通電活性化処理と同様の処理を行えばよい。）
【０１０１】
以上のようにして、図１０（ｆ）に示す垂直型の表面伝導型放出素子を製造することができる。
【０１０２】
（多数素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ−ム源の構造）
次に、実施例で作成した、表面伝導型放出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線したマルチ電子ビ−ム源の構造について述べる。
【０１０３】
図１４に示すのは、前記図１２の表示パネルに用いたマルチ電子ビ−ム源の平面図である。基板上には、前記図５で示したものと同様な表面伝導型放出素子が配列され、これらの素子は行方向配線電極１０１３と列方向配線電極１０１４により単純マトリクス状に配線されている。行方向配線電極１０１３と列方向配線電極１０１４の交差する部分には、電極間に絶縁層（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれている。
【０１０４】
図１４のＢ−Ｂ’に沿った断面を、図１５に示す。
【０１０５】
なお、実施例では、このような構造のマルチ電子源は、あらかじめ基板上に行方向配線電極１０１３、列方向配線電極１０１４、電極間絶縁層（不図示）、および表面伝導型放出素子の素子電極と導電性薄膜を形成した後、行方向配線電極１０１３および列方向配線電極１０１４を介して各素子に給電して通電フォ−ミング処理と通電活性化処理を行うことにより製造した。
【０１０６】
図１３は図１２のＡ−Ａ’の断面模式図であり、各部の番号は図１２に対応している。以下では、所謂導電性スペーサを用いた例を説明する。
【０１０７】
導電性スペーサは、表面に高抵抗膜が配され、メタルバックなどの加速電極と、電子放出素子を駆動するための配線などとで電気的に接続される。
【０１０８】
図１３では、スペーサ基材１の表面に高抵抗膜１１が配され、かつフェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）に面したスペーサの当接面３及び接する側面部５に低抵抗膜２１が配された場合の導電性スペーサを示している。
【０１０９】
スペーサは、前述したように、フェースプレート側あるいは、リアプレート側に接合材１０４１により固定されるが、図１３では、リアプレート側の配線１０１３上に導電性フリットで固定された例を示している。
【０１１０】
一方、スペーサをフェースプレート側に接合部材で固定する場合には、蛍光膜１０１８の一部を構成する黒色部材に実質的に固定される。
【０１１１】
また、高抵抗膜は、絶縁性部材１の表面のうち、少なくとも気密容器内の真空中に露出している面に成膜されており、スペーサ１０２０上の低抵抗膜２１および接合材１０４１を介して、フェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）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１０２０の形状は薄板状とし、行方向配線１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１３に電気的に接続されている。
【０１１２】
この様な、所謂導電性スペーサ１０２０は、基板１０１１上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の導電性を有する必要がある。
【０１１３】
尚、本発明は、上記導電性スペーサだけではなく、所謂絶縁性スペーサを用いた画像形成装置にも好ましく適用される。絶縁性スペーサとは、フェースプレートとリアプレート間に微少電流を流す、前記高抵抗膜が配されていないスペーサである。スペーサは、その表面の２次電子放出効率の最大値が２以下であることが好ましく、さらには、２次電子放出効率の最大値が１に近いことがより好ましい。
【０１１４】
スペーサ１０２０の絶縁性部材１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１はその熱膨張率が気密容器および基板１０１１を成す部材と近いものが好ましい。
【０１１５】
スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１１には、高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止膜である高抵抗膜１１の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。そこで、スペーサの抵抗値Ｒｓは帯電防止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電抑制の観点から表面抵抗Ｒ／□は１０の１４乗Ω以下であることが好ましい。十分な帯電抑制効果を得るためには１０の１１乗Ω以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はスペーサ形状とスペーサ間に印加される電圧により左右されるが、１０の７乗Ω以上であることが好ましい。
【０１１６】
絶縁材料上に形成された高抵抗膜１１の厚み ｔ は、１０ｎｍ〜１μｍの範囲が望ましい。材料の表面エネルギーおよび基板との密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に１０ｎｍ以下の薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以上では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。
【０１１７】
表面抵抗R／□はρ／ｔであり、以上に述べたR□とｔの好ましい範囲から、帯電防止膜の比抵抗ρは０．１〔Ωｃｍ〕乃至１０の８乗〔Ωｃｍ〕が好ましい。さらに表面抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するためには、ρは１０の２乗乃至１０の６乗Ωｃｍとするのが良い。
【０１１８】
スペーサは上述したようにその上に形成した高抵抗膜を電流が流れることにより、あるいはディスプレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が上昇する。高抵抗膜の抵抗温度係数が大きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサに流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。このような電流の暴走が発生する抵抗温度係数の値は経験的に負の値で絶対値が１％以上である。すなわち、高抵抗膜の抵抗温度係数は−１％未満であることが望ましい。高抵抗膜１１は、最大の二次電子放出効率が２より低い膜であることが好ましく、さらには、２次電子放出効率の最大値が１に近いことが好ましい。このような膜を構成する材料としては、例えば金属酸化物を用いることが出来る。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好ましい材料である。冷陰極素子１０１２などから放出された電子がスペーサ１０２０に当たった場合においても帯電しにくためと考えられる。炭素膜も二次電子放出効率が小さいので、絶縁性スペーサおよび導電性スペーサ表面に形成する材料としては好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。
【０１１９】
高抵抗膜１１の他の材料として、アルミと遷移金属合金の窒化物は遷移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温度係数が−１％未満であり、実用的に使いやすい材料である。遷移金属元素としてはＴｉ，Ｃｒ，Ｔａ等があげられる。
【０１２０】
合金窒化膜は例えば、スパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は例えば、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化水素ガスを使用する。
【０１２１】
スペーサ１０２０を構成する低抵抗膜２１は、高抵抗膜１１を高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）及び低電位側の基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と電気的に接続する為に設けられたものであり、以下では、中間電極層（中間層）という名称も用いる。中間電極層（中間層）は以下に列挙する複数の機能を有することが出来る。
【０１２２】
１． 高抵抗膜１１をフェースプレート１０１７及び基板１０１１と電気的に接続する。高抵抗膜１１をフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接或いは当接材１０４１を介して接続した場合、接続部界面に大きな接触抵抗が発生し、スペーサ表面に発生した電荷を速やかに除去できなくなる可能性がある。これを避ける為に、フェースプレート１０１７、基板１０１１及び当接材１０４１と接触するスペーサ１０２０の当接面３或いは側面部５に低抵抗の中間層を設けることが好ましい。
【０１２３】
２．高抵抗膜１１の電位分布を均一化する。冷陰極素子１０１２より放出された電子は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ１０２０の近傍で電子軌道に乱れが生じないようにする為には、高抵抗膜１１の電位分布を全域にわたって制御する必要がある。高抵抗膜１１をフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１（配線１０１３、１０１４等）と直接或いは当接材１０４１を介して接続した場合、接続部界面の接触抵抗の為に、接続状態のむらが発生し、高抵抗膜１１の電位分布が所望の値からずれてしまう可能性がある。これを避ける為に、スペーサ１０２０がフェースプレート１０１７及び基板１０１１と当接するスペーサ端部（当接面３或いは側面部５）の全長域に低抵抗の中間層を設け、この中間層部に所望の電位を印加することによって、高抵抗膜１1全体の電位を制御可能とした。
【０１２４】
３．放出電子の軌道を制御する。冷陰極素子１０１２より放出された電子は、フェースプレート１０１７と基板１０１１の間に形成された電位分布に従って電子軌道を成す。スペーサ近傍の冷陰極素子から放出された電子に関しては、スペーサを設置することに伴う制約（配線、素子位置の変更等）が生じる場合がある。このような場合、歪みやむらの無い画像を形成する為には、放出された電子の軌道を制御してフェースプレート１０１７上の所望の位置に電子を照射する必要がある。フェースプレート１０１７及び基板１０１１と当接する面の側面部５に低抵抗の中間層を設けることにより、スペーサ１０２０近傍の電位分布に所望の特性を持たせ、放出された電子の軌道を制御することが出来る。
【０１２５】
低抵抗膜２１は、高抵抗膜１１に比べ十分に低い抵抗値を有する材料を選択すればよく、Ni，Cr，Au，Mo，W，Pt，Ti，Al，Cu，Pd等の金属、あるいは合金、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In2O3−SnO2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。
【０１２６】
フェースプレート側、もしくはリアプレート側のどちらかに配される接合材１０４１は、スペーサ１０２０が行方向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に接続するように、導電性をもたせる必要がある。
【０１２７】
すなわち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加したフリットガラスが好適である。
【０１２８】
以上、説明したように、本発明において、スペーサは、リアプレート側の配線あるいは、フェースプレート側の黒色部材（ブラックストライプまたはブラックマトリクス）に接合部材によって固定される。
【０１２９】
本発明におけるスペーサの角とは、スペーサの、フェースプレートもしくはリアプレートと接触または接合する面（端部）の最外部周辺の領域を指す。また、前記スペーサの端部のうち、接合部材によりフェースプレート側もしくはリアプレート側に固定されていない側のスペーサ端部と接触する、黒色部材あるいは配線を、ここではスペーサ設置台と呼ぶ事にする。
【０１３０】
そこで、本発明の第一は、スペーサがフェースプレート側に接合部材により固定される場合には、少なくとも、リアプレート上の配線が、また、スペーサがリアプレート側に固定される場合には、少なくともフェースプレート側の黒色部材の断面形状が、曲率を有する形状であり、かつ基板に対し、凸状（例えば、円弧状、半円状、扇状など）である。この様な形状にすることで、配線または黒色部材の頂点、稜線、平面でスペーサの端面と接する構成をとる。このような構成により、スペーサの角部への過剰な荷重が抑えられ、スペーサの破壊および破損が防止される。
【０１３１】
また、上記本発明第一に記載したような構成をとっても、黒色部材あるいは配線と、スペーサとがフェースプレートあるいはリアプレートの平面方向にずれた場合、その位置ずれ量によっては、スペーサの角部が黒色部材もしくは配線と接触し、その結果、スペーサの角部に過剰な過重が加わりスペーサを破損する可能性がある。
【０１３２】
そこで、本発明の第二は、上記第一の構成に加え、スペーサと、配線あるいは黒色部材との位置ずれの許容範囲を規定するものである。
【０１３３】
本発明の第二は、前記設置台の頂部（スペーサと設置台との接続部）と前記スペーサの中心軸間の位置ずれ量を ｘ 、前記スペーサの厚みを ｔ とすると、
ｘ < t / 2 式（１）
を満たすことにより、スペーサの破損や破壊を防止することができる。図１６(A)にこの条件を示す。
【０１３４】
尚、位置ずれ量Ｘは、設置台の頂点を通るフェースプレートまたはリアプレートの法線からスペーサの中心線までの距離を指す。
【０１３５】
また、上記本発明第一に記載したような構成をとっても、スペーサの傾きによっては、スペーサの角部が設置台と接触し、その結果、スペーサの角部に荷重が加わりスペーサを破損する可能性がある。
【０１３６】
そのため、本発明の第三は、以下のようなスペーサの傾き範囲を規定するものである。
【０１３７】
すなわち、本発明の第三は、スペーサの厚みをｔ、設置台の曲率半径を Ｒ、設置台が配置されるフェースプレートまたはリアプレートの法線に対するスペーサの傾きθ〔ｒａｄ〕とすると、
Ｒ ｓｉｎθ＜ｔ／２ 式（２）
を満たすことにより、スペーサの角部が設置台に接触することを抑制でき、その結果、スペーサの破損を防止することができる。図１６（Ｂ）に、この条件を示す。尚θ〔ｒａｄ〕は、非常に小さいため、Ｒθ≒Ｒｓｉｎθと近似した。尚、曲率半径Ｒは例えば、設置台が形成されたプレートごと切断し、その断面形状を光学的な顕微鏡など、公知の断面形状を測定する手段によって測定することによって導き出す。また、スペーサの傾きは、設置台が形成されているプレートの表面に対する法線からの傾きを示す。さらに、スペーサの厚みは、スペーサが平板状の場合は、フェースプレートもしくはリアプレートと接触または接合する面の最も短い辺の長さである。一方、スペーサが円柱状の場合は、フェースプレートもしくはリアプレートと接触または接合する面の直径に相当する。
【０１３８】
また、上記本発明第一に記載したような構成をとっても、前記した設置台に対して、スペーサの傾きおよび位置ずれが同時にある場合には、その角度とずれ量の積算で、スペーサの角部に荷重がかかって破損する可能性がある。
【０１３９】
そこで、本発明の第四は、前記スペーサの厚みをｔ、設置台の曲率半径をＲ、スペーサの傾きをθ、リアプレートの平面のスペーサの傾いた方向をｘ軸としたとき、スペーサの中心軸と設置台の外周との接点から、設置台の頂点までの長さをスペーサの位置ずれ量ｘとし、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央よりもＸ軸方向にずれたとき、
Ｒ ｓｉｎ｜θ｜＜ｘ＋ｔ／２ 式（３）
を満たすことにより、スペーサの角部が設置台に接触することを抑制でき、その結果、スペーサの破損を防止することができる。図１７に、この条件を示す。尚、図中、この場合も、θは非常に小さいので、また、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央と設置台の頂点との間にあるとき
Ｒ ｓｉｎ｜θ｜＞ｘ―ｔ／２ 式（４）
を満たすことにより、スペーサの角部が設置台に接触することを抑制でき、その結果、スペーサの破損を防止することができる。図１８に、この条件の様子を示す。
【０１４０】
本発明はまた、スペーサ自体の角部の曲率半径を大きくすることで、一層のスペーサ角部への荷重の集中を減らすことができる。
【０１４１】
すなわち、本発明の第五は、スペーサの角部の曲率半径Ｒが、少なくとも、１０μｍ以上とするものである。尚、Ｒの値は、スペーサの強度、配線、ブラックストライプなどの幅、曲率によって適宜設定される。図１９（Ａ）に、この条件の様子を示す。
【０１４２】
本発明はまた、前記本発明第１，２，３に加え、スペーサの幅よりも、広い幅を有する設置台とすることで、一層のスペーサ角部への荷重の集中を減らすことができる。
【０１４３】
尚、本発明の参考例は、前記スペーサに接触する接触部に前記スペーサより広い幅の平面を有する設置台において、スペーサが垂直に設置されているとき、スペーサの厚みをｔ、前記スペーサの位置ずれをｘ、設置台の平面部の幅をｗとすると、スペーサの中央が設置台からはずれる場合
ｘ＜ｗ／２＋ｔ／２ 式（５）
の条件によって、スペーサの角と設置台との干渉を抑えることができる。図１９（Ｂ）に、この条件の様子を示す。
【０１４４】
以上述べたような、本発明第一から第五の条件を満たすことにより、大気圧によるスペーサの破損を抑えることができる。
【０１４５】
【実施例１】
本実施例では、前述した図１２、図１３に示した画像形成装置を作製した。
【０１４６】
以下に本実施例の画像形成装置の作成工程を示す。
【０１４７】
（電子源基板作成工程）
まず、あらかじめ基板１０１１上に行方向配線１０１３、列方向配線１０１４、電極間絶縁層および表面伝導型電子放出素子１０１２の素子電極と導電性薄膜を形成した。
【０１４８】
（スペーサ作成工程）
次に、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材からなる平板状のスペーサ基材１（40mm×2mm×0.2mm）を作製した。
【０１４９】
スペーサ基材表面のうち、気密容器の真空雰囲気に露出する４面（40 mm ×2 mm 、2 mm ×0.2 mmの各面）に後述の高抵抗膜１１を成膜し、フェースプレート、リアプレートに当接する面３（40 mm ×0.2 mmの２面）および、40 mm ×2 mmの面のフェースプレート、リアプレートに接する辺から ０.1mmの高さまでの領域５（40 mm ×0.1 mm ）に低抵抗膜２１を形成した。高抵抗膜１１としては、Ｃｒ および Ａｌ のターゲットを高周波電源で同時スパッタすることにより形成した Ｃｒ− Ａｌ 合金窒化膜（200 nm厚、約1e9〔Ω/□〕）を用いた。低抵抗膜は、スペーサに成膜された高抵抗膜とフェースプレート、高抵抗膜とリアプレートの電気的接続を確保する目的のほかに、スペーサ周辺の電場を制御し電子放出素子からの電子線の軌道制御を行う目的がある。
【０１５０】
（フェースプレートとスペーサ組み立て）
フェースプレートとスペーサ組み立てについて説明する。フェースプレートのスペーサが配置される個所である黒色部材（ブラックマトリクス上）にフリットを塗布した。
【０１５１】
その後、スペーサが配置される位置にスペーサよりわずかに大きな溝を有する治具を、フェースプレートと位置合わせする。そしてスペーサを治具の溝に挿入し、熱工程を通すことによって前述のフリットによって、スペーサを固定する（図２０（A））。
【０１５２】
ここで使った治具の溝は、スペーサの幅、スペーサの表面の膜の厚みなどを考慮し、、幅250μｍとしてある。
【０１５３】
（フェースプレートとリアプレートの封着）
次に、スペーサの固定されたフェースプレートをリアプレートに固定（封着）する。
【０１５４】
リアプレート１０１５と側壁１０１６の接合部およびフェースプレート１０１７と側壁１０１６の接合部に、フリットガラスを塗布した。そしてリアプレート１０１５を、フェースプレート１０１７に側壁１０１６を介して配置し、大気圧中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した。
【０１５５】
ここで、上記封着時でのリアプレートとスペーサの関係は、以下のようなものであった。
【０１５６】
本実施例で用いた、スペーサの厚みが0.2 mm、高さが2mm、治具の溝の幅が0.25 mm、リアプレートの配線が幅0.3 mm、配線の曲率が Ｒ＝0.5 mmであった。
【０１５７】
ゆえに、スペーサの最大ずれ幅は0.025 mm、最大傾きは0.025 rad、である。このとき、最大のずれのとき、傾きは０であるので、前述の式 ｘ < t /2 を満たしている。
【０１５８】
また、最大傾きのときも、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央よりもＸ軸方向に大きい条件で、 R sin|θ| ＜ x ＋ t / 2 を満たしている。よって、理論上も、スペーサの角が配線に当たることはない。
【０１５９】
（電子源形成工程、封止工程）
以上のようにして完成した容器内を排気管を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、行方向配線電極１０１３及び列方向配線電極１０１４を介して各素子に給電して前述の通電フォーミング処理と通電活性化処理を行うことによりマルチ電子源ビーム源を製造した。
【０１６０】
次に、10^-6〔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（容器）の封止を行った。
【０１６１】
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。
【０１６２】
（画像形成）
以上のように完成した、図１２に示されるような表示パネルを画像形成装置において、各表面伝導型電子放出素子１０１２には、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号および変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１０１９には、高圧端子Ｈｖを通じて高圧を印加することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは３〔ｋＶ〕ないし１０〔ｋＶ〕、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは14〔Ｖ〕とした。
【０１６３】
このとき、スペーサ１０２０に近い位置にある冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、二次元上に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示ができた。
【０１６４】
以上述べたように、配線上でのスペーサの位置ずれと、傾きの最大値を設定しその範囲内で組み立てを行い、大気圧によるスペーサの破損を抑えることができた。
【０１６５】
（参考例）
本参考例では、スペーサより幅のある平面を持った配線でのスペーサの配置例を述べる。
【０１６６】
スペーサおよび、気密容器の組み立ての条件は実施例１と同じである。
【０１６７】
すなわち本参考例では、スペーサの厚みが０．２ｍｍ、高さが２ｍｍ、治具の溝の幅が０．５ｍｍ、リアプレートの配線が幅０．３ｍｍ、配線の平面の幅がＷ＝０．２ｍｍであった。
【０１６８】
この条件では、前述した式 x ＜ w / 2 + t /2 を満たす。
【０１６９】
ゆえに理論上も、スペーサの角が配線に当たることなく、大気圧によるスペーサの破損を抑えることができた。
【０１７０】
以上述べたように。本発明に基づいた条件を適用することにより、スペーサは、われなどの破損を生じることがないため、構造上の強度の低下を防止可能となり、真空度の維持が確保できた。
【０１７１】
そして、高輝度高画質である画像表示可能となった。
【０１７２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によればスペーサが破損、破壊などを起こさず、強度が十分とれた真空容器および画像形成装置が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の表面伝導型電子放出素子の模式図。
【図２】従来の画像形成装置の部分切り欠き斜視模式図。
【図３】画像形成装置の部分切り欠き斜視模式図。
【図４】蛍光膜の模式図。
【図５】本発明で用いられる表面伝導型電子放出素子の模式図。
【図６】表面伝導型電子放出素子の作成工程を表す模式図。
【図７】フォーミング工程に用いられるパルス波形の一例を示す模式図。
【図８】活性化工程に用いられるパルス波形の一例を示す模式図。
【図９】垂直型の表面伝導型電子放出素子の断面模式図。
【図１０】垂直型の表面伝導型電子放出素子の作成工程を示す模式図。
【図１１】表面伝導型電子放出素子の電子放出特性を示す図。
【図１２】実施例で作成した画像形成装置の部分切り欠き斜視模式図。
【図１３】本実施例で作成した画像形成装置の断面模式図。
【図１４】表面伝導型電子放出素子をマトリクス状に配列形成した模式図。
【図１５】表面伝導型電子放出素子の断面図。
【図１６】本発明の一形態を示す模式図。
【図１７】本発明の他の形態を示す模式図。
【図１８】本発明の他の形態を示す模式図。
【図１９】本発明の他の形態を示す模式図。
【図２０】実施例で作成した画像形成装置の作成工程を示す模式図。
【図２１】本発明の一形態を示す模式図。
【図２２】課題を説明する模式図。
【符号の説明】
３００１ 基板
３００４ 導電性膜
３００５ 電子放出部
３１２０、１０２０ スペーサ
１０１７、３１１７ フェースプレート
１０１８，３１１８ 蛍光膜
１０１９，３１１９ メタルバック
１０１６、３１１６ 支持枠
１０１５，３１１５ リアプレート
１０１１，３１１１ 電子源基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus of an image forming apparatus using an electron source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, two types of electron-emitting devices, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, as the cold cathode device, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. Yes.
[0003]
Examples of surface conduction electron-emitting devices include M.I. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys. , 10, 1290, (1965) and other examples described later.
[0004]
The surface conduction electron-emitting device utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in parallel to a film surface in a small-area thin film formed on a substrate. The surface conduction electron-emitting device includes an Au thin film in addition to the SnO 2 thin film by Erinson et al. [G. Dittmer: “Thin Solid Films”, 9, 317 (1972)] or an In 2 O 3 / SnO 2 thin film [M. Hartwell and C.H. G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.", 519 (1975)] and carbon thin film [Hisa Araki et al .: Vacuum, Vol. 26, No. 1, 22 (1983)] etc. have been reported. .
[0005]
As a typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices, the above-described M.P. A top view of the device by Hartwell et al. Is shown. In the figure, reference numeral 3001 denotes a substrate, and 3004 denotes a conductive thin film made of a metal oxide formed by sputtering. The conductive thin film 3004 is formed in an H-shaped planar shape as shown. By applying an energization process called energization forming to be described later to the conductive thin film 3004, an electron emission portion 3005 is formed. The interval L in the figure is set to 0.5 to 1 [mm], and W is set to 0.1 [mm]. For convenience of illustration, the electron emission portion 3005 is shown as a rectangular shape in the center of the conductive thin film 3004. However, this is a schematic shape and faithfully represents the actual position and shape of the electron emission portion. I don't mean.
[0006]
M.M. In the above-described surface conduction electron-emitting devices such as the device by Hartwell et al., The electron emission portion 3005 is generally formed by applying an energization process called energization forming to the conductive thin film 3004 before electron emission. It was the target. That is, the energization forming is performed by applying a constant DC voltage or a DC voltage boosted at a very slow rate of about 1 V / min to both ends of the conductive thin film 3004, The conductive thin film 3004 is locally broken, deformed, or altered to form an electron emitting portion 3005 in an electrically high resistance state. Note that a crack occurs in a part of the conductive thin film 3004 that is locally broken, deformed, or altered. When an appropriate voltage is applied to the conductive thin film 3004 after the energization forming, electrons are emitted in the vicinity of the crack.
[0007]
The surface conduction electron-emitting device has an advantage that a large number of devices can be formed over a large area because the structure is particularly simple and easy to manufacture among the cold cathode devices. Therefore, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-31332, a method for arranging and driving a large number of elements has been studied.
[0008]
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a display panel portion constituting a flat type image display device, and a part of the panel is cut away to show the internal structure. In the figure, 3115 is a rear plate, 3116 is a side wall, and 3117 is a face plate. An envelope (airtight container) for maintaining the inside of the display panel in a vacuum by the rear plate 3115, the side wall 3116 and the fuse plate 3117. Is forming. A substrate 3111 is fixed to the rear plate 3115, and NXM cold cathode elements 3112 are formed on the substrate 3111. (N and M are positive integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels.) Further, the NXM cold cathode elements 3112 include M elements as shown in FIG. Wiring is performed by row direction wiring 3113 and N column direction wirings 3114. A portion constituted by the substrate 3111, the cold cathode element 3112, the row direction wiring 3113, and the column direction wiring 3114 is referred to as a multi-electron beam source. In addition, an insulating layer (not shown) is formed between the row direction wiring 3113 and the column direction wiring 3114 at least at an intersecting portion, so that electrical insulation is maintained.
[0009]
A fluorescent film 3118 made of a phosphor is formed on the lower surface of the face plate 3117, and phosphors of three primary colors (not shown) of red (R), green (G), and growth (B) are separately applied. Yes. Further, a black member (not shown) is provided between the color phosphors forming the fluorescent film 3118, and a metal back 3119 made of Al or the like is formed on the surface of the fluorescent film 3118 on the rear plate 3115 side. ing.
[0010]
Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv are electrical connection terminals having an airtight structure provided to electrically connect the display panel and an electric circuit (not shown). Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 3113 of the multi electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column direction wiring 3114 of the multi electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 3119.
[0011]
Further, the inside of the hermetic container is maintained at a vacuum of about 10 to the sixth power of Torr, and as the display area of the image display device increases, the rear plate 3115 and the face plate due to a difference in atmospheric pressure between the inside and outside of the hermetic container. A means for preventing the deformation or destruction of 3117 is required. Therefore, a structural support (spacer) 3120 made of a relatively thin glass plate or a rod for supporting atmospheric pressure is provided. Thus, the substrate 3111 on which the multi-beam electron source is formed and the face plate 311 on which the fluorescent film 3118 is formed. 7 The gap is usually kept at sub millimeters or several millimeters, and the inside of the airtight container is kept at a high vacuum as described above.
[0012]
In the image display device using the display panel described above, when a voltage is applied to each cold cathode element 3112 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn, electrons are emitted from each cold cathode element 3112. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 3119 through the container outer terminal Hv to accelerate the emitted electrons and collide with the inner surface of the face plate 3117. As a result, the phosphors of the respective colors forming the fluorescent film 3118 are excited to emit light, and an image is displayed.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The display panel of the image forming apparatus described above has the following problems.
[0014]
The assembly process of the airtight container constituting the image forming apparatus described above is performed, for example, as follows.
[0015]
First, the spacer is fixed to the face plate using a joining member such as a frit. Subsequently, a support frame on which a bonding material for bonding to both the face plate and the rear plate is arranged on the face plate. Subsequently, the rear plate is placed on the spacer fixed to the face plate and the support frame, and the rear plate and the face plate are heated while applying pressure to the rear plate, if necessary. assemble. If this sealing is performed in a vacuum atmosphere, an airtight container is formed. When sealing is performed under non-vacuum, the inside of the container is further evacuated through the exhaust pipe, and the exhaust pipe is melted to form an airtight container.
[0016]
The plate for fixing the spacer with the joining member may be on the rear plate side instead of the face plate side. When fixing to the rear plate side, basically, the face plate in the above-described process is simply replaced with the rear plate.
[0017]
By such a process, one end of the spacer disposed in the hermetic container whose inside is maintained in a reduced pressure state is firmly fixed to the rear plate or the face plate by the joining member, and integrated with the rear plate or the face plate. It has become. However, since the other end is not fixed by the joining member, the end portion of the spacer is in direct contact with the constituent member (black member (black matrix) or wiring) of the face plate or the upper plate.
[0018]
On the other hand, if the face plate and rear plate are misaligned during sealing, or if the spacer is fixed to the rear plate or face plate with a joining member, the face plate The Is Re There is a case where there is a deviation in alignment with the constituent members of the aplate (black member (black matrix) or wiring), or the spacer is fixed to the face plate or the rear plate by the joining member in a tilted state. It was.
[0019]
For this reason, if there is a positional deviation or inclination as described above, the corners of the spacer that is not fixed by the joining member during the sealing or evacuation may cause the face plate The Is Re In some cases, a load that should not be applied due to contact with a constituent member (black member (black matrix) or wiring) of the aplate is applied to the corner of the spacer. FIG. 22 shows a state in which when the spacer is fixed while being tilted with respect to the rear plate, the corners of the end of the spacer that is not fixed by the joining member are in contact with the black member that is a component on the face plate side. This is shown schematically. In such a case, an excessive force is applied to the corners of the spacer, and the spacer may be broken or broken.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the present inventors have studied in view of the above problems, A rear plate having an electron source, a face plate having an image forming member, and arranged between the face plate and the rear plate, and fixed to one of the face plate and the rear plate by a joining member, and the other And a spacer for controlling the distance between the rear plate and the face plate by abutting against an installation base having a convex curvature in the cross-sectional shape formed on the plate, and the other plate of the spacer The opposing surface is a flat surface, the flat surface is in contact with the installation table, and the corner that is the outer periphery of the plane is separated from the installation table. By using the image forming apparatus characterized by the above, there is provided an image forming apparatus in which excessive force is not applied to the corners of the spacer, and destruction or breakage of the spacer is prevented.
[0022]
Furthermore, it is preferable that x ≦ t / 2 is satisfied, where x is a positional deviation between the top of the installation table and the spacer and t is a thickness of the spacer.
[0023]
If the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation base is R, and the inclination θ of the spacer is
θ ≦ sin ^-1 It is preferable to satisfy (t / 2R).
[0024]
Further, when the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation table is R, the inclination of the spacer is θ, and the direction of inclination of the spacer on the plane of the rear plate is the x axis, the displacement of the spacer on the installation table is x When the contact between the spacer and the installation base is larger in the X-axis direction than the center of the spacer thickness, it is preferable to satisfy R sin | θ | ≦ x + t / 2.
[0025]
When the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation table is R, the inclination of the spacer is θ, and the direction in which the spacer on the rear plate is inclined is the x-axis, the displacement of the spacer on the installation table is x When the contact point between the spacer and the installation base is between the center of the spacer thickness and the top of the installation base
R sin | θ | ≤ x ― t / 2
It is preferable that
[0027]
Further, it is preferable that the spacer has a curvature at an angle between the face plate or a plane in which the spacer contacts the rear plate and another plane in contact with the plane,
Further, the radius of curvature R of the corner is
R ≧ 10μm
It is preferable that it is.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[0029]
The configuration and manufacturing method of the display panel of the image display device to which the present invention is applied will be described with a specific example. FIG. 12 is a perspective view of a display panel in which the present invention is preferably used, and a part of the panel is cut away to show the internal structure. In the figure, 1015 is a rear plate, 1016 is a side wall, and 1017 is a face plate, and 1015 to 1017 form an airtight container for maintaining the inside of the display panel in a vacuum.
[0030]
When assembling an airtight container, it is necessary to seal the joints of each member in order to maintain sufficient strength and airtightness. For example, frit glass is applied to the joints, and in the air or in a nitrogen atmosphere, Celsius. Sealing was achieved by baking at 400 to 500 degrees for 10 minutes or more.
[0031]
A method of evacuating the inside of the hermetic container will be described later. Further, since the inside of the hermetic container is maintained in a vacuum of about 10 to the sixth power [Torr], for the purpose of preventing destruction of the hermetic container due to atmospheric pressure or unexpected impact, as an atmospheric pressure resistant structure, A spacer 1020 is provided.
[0032]
Here, an example using a spacer on a flat plate is shown, but in the present invention, the shape of the spacer is not limited to this, and for example, a cylindrical shape can be preferably used.
[0033]
The spacer has, as its shape, a surface that contacts or is joined to the face plate and the rear plate (a surface that supports atmospheric pressure) that is substantially parallel to the plane of the face plate and the rear plate. And a surface (surface exposed to vacuum) that is substantially parallel to the interval direction between the rear plates. In the present invention, a portion where these surfaces intersect (the outer peripheral portion of the contact surface) is called a spacer corner.
[0034]
Next, an electron-emitting device substrate (electron source substrate) that can be used in the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0035]
The electron source substrate used in the image forming apparatus of the present invention is formed by arranging a plurality of cold cathode elements on the substrate. The cold cathode element arrangement method includes a ladder arrangement in which cold cathode elements are arranged in parallel and both ends of each element are connected by wiring (hereinafter referred to as a ladder arrangement electron source substrate), A simple matrix arrangement (hereinafter referred to as a matrix-type arrangement electron source substrate) in which a pair of element electrodes are connected to each other in the X-direction wiring and the Y-direction wiring is exemplified. An image forming apparatus having a ladder-type arrangement electron source substrate requires a control electrode (grid electrode) that is an electrode for controlling the flight of electrons from the electron-emitting device.
[0036]
A substrate 1011 is fixed to the rear plate 1015, and N × M cold cathode elements 1012 are formed on the substrate. (N and M are positive integers of 2 or more, and are appropriately set according to the target number of display pixels. For example, in a display device for display of high-definition television, N = 3000, M (It is desirable to set a number equal to or greater than 1000.) The N × M cold cathode elements are simply matrix-wired by M row-directional wirings 1013 and N column-directional wirings 1014. The portion composed of 1011 to 1014 is called a multi-electron beam source.
[0037]
The multi-electron beam source used in the image display apparatus of the present invention is not limited in the material, shape, or manufacturing method of the cold cathode element as long as the cold cathode element is an electron source having a simple matrix wiring or ladder arrangement.
[0038]
Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction electron-emitting device, FE type, or MIM type can be used.
[0039]
Next, the structure of a multi-electron beam source in which surface conduction electron-emitting devices as cold cathode devices are arranged on a substrate and wired in a simple matrix will be described.
[0040]
FIG. 14 is a plan view of the multi-electron beam source used in the display panel of FIG. On the substrate 1011, surface conduction electron-emitting devices similar to those shown in FIG. 5 described later are arranged, and these devices are wired in a simple matrix by row-directional wirings 1013 and column-directional wirings 1014. An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at a portion where the row direction wiring 1013 and the column direction wiring 1014 intersect, and electrical insulation is maintained.
[0041]
FIG. 15 shows a cross section taken along line BB ′ of FIG.
[0042]
In the multi-electron source having such a structure, the row direction wiring 1013, the column direction wiring 1014, the interelectrode insulating layer (not shown), and the element electrode of the surface conduction electron-emitting device and the conductive thin film are formed on the substrate in advance. Then, power was supplied to each element via the row direction wiring 1013 and the column direction wiring 1014 to perform energization forming processing (described later) and energization activation processing (described later).
[0043]
Here, the multi-electron beam source substrate 1011 is fixed to the rear plate 1015 of the hermetic container. However, when the multi-electron beam source substrate 1011 has sufficient strength, The multi-electron beam source substrate 1011 itself may be used as a rear plate of the hermetic container.
[0044]
A fluorescent film 1018 is formed on the lower surface of the face plate 1017. Since this embodiment is a color display device, the phosphor film 1018 is coated with phosphors of three primary colors red, green and blue used in the field of CRT. For example, as shown in FIG. 4A, the phosphors of the respective colors are separately applied in stripes, and a black conductor 1010 is provided between the stripes of the phosphors. The purpose of providing the black conductor 1010 is to prevent the display color from shifting even if there is a slight shift in the irradiation position of the electron beam, or to prevent the reflection of external light and lower the display contrast. And preventing the fluorescent film from being charged up by an electron beam. For the black conductor 1010, graphite is used as a main component, but other materials may be used as long as they are suitable for the above purpose.
[0045]
In addition, the method of separately applying the phosphors of the three primary colors is not limited to the stripe arrangement shown in FIG. 4 (A). For example, a delta arrangement as shown in FIG. It may be an array (for example, FIG. 4C).
[0046]
Note that when a monochrome display panel is formed, a monochromatic phosphor material may be used for the phosphor film 1018, and a black conductive material is not necessarily used.
[0047]
Also, a metal back 1019 known in the field of CRT is provided on the surface of the fluorescent film 1018 on the rear plate side. The purpose of providing the metal back 1019 is to improve the light utilization rate by specularly reflecting a part of the light emitted from the fluorescent film 1018, to protect the fluorescent film 1018 from the collision of negative ions, For example, it can act as an electrode for applying an acceleration voltage, or it can act as a conductive path for excited electrons in the fluorescent film 1018. The metal back 1019 was formed by forming a fluorescent film 1018 on the faceplate substrate 1017, smoothing the surface of the fluorescent film, and vacuum-depositing Al thereon. Note that when a low-voltage phosphor material is used for the fluorescent film 1018, the metal back 1019 is not used.
[0048]
Further, for the purpose of applying an acceleration voltage or improving the conductivity of the fluorescent film, a transparent electrode made of, for example, ITO may be provided between the faceplate substrate 1017 and the fluorescent film 1018.
[0049]
Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn and Hv are not shown with the display panel. Electric It is an electrical connection terminal having an airtight structure provided to electrically connect the air circuit. Dx1 to Dxm are electrically connected to the row direction wiring 1013 of the multi-electron beam source, Dy1 to Dyn are electrically connected to the column-direction wiring 1014 of the multi-electron beam source, and Hv is electrically connected to the metal back 1019 of the faceplate. doing.
[0050]
In order to evacuate the inside of the hermetic container to a vacuum, after assembling the hermetic container, an exhaust pipe (not shown) and a vacuum pump are connected, and the inside of the hermetic container is reduced to a degree of vacuum of about 10 to the seventh power [Torr]. Exhaust. Thereafter, the exhaust pipe is sealed. In order to maintain the degree of vacuum in the hermetic container, a getter film (not shown) is formed at a predetermined position in the hermetic container immediately before or after sealing. A getter film is a film formed by, for example, heating and vapor-depositing a getter material mainly composed of Ba by a heater or high-frequency heating, and the inside of the hermetic container is minus 1 × 10 minus due to the adsorption action of the getter film. The degree of vacuum is maintained to the fifth power or 1 × 10 minus 7 [Torr].
[0051]
In the image display device using the display panel described above, electrons are emitted from each cold cathode element 1012 when a voltage is applied to each cold cathode element 1012 through the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. At the same time, a high voltage of several hundred [V] to several [kV] is applied to the metal back 1019 through the container outer terminal Hv to accelerate the emitted electrons and collide with the inner surface of the face plate 1017. Thereby, the phosphors of the respective colors forming the fluorescent film 1018 are excited to emit light, and an image is displayed.
[0052]
Usually, when a surface conduction electron-emitting device is used as the cold cathode device, the voltage applied to the device is about 12 to 16 [V], and the distance d between the metal back 1019 and the cold cathode device 1012 is from 0.1 [mm]. The voltage between the metal back 1019 and the cold cathode element 1012 is about 0.1 [kV] to about 10 [kV].
[0053]
Next, a method for manufacturing a multi-electron beam source used in the display panel of the above embodiment will be described. As long as the multi-electron beam source used in the image display apparatus of the present invention is an electron source in which cold cathode elements are wired in a simple matrix, there is no limitation on the material, shape or manufacturing method of the cold cathode elements. Therefore, for example, a cold cathode device such as a surface conduction electron-emitting device, FE type, or MIM type can be used.
[0054]
However, a surface conduction electron-emitting device is particularly preferable among these cold cathode devices under the circumstances where a display device having a large display screen and a low price is required. Since the surface conduction electron-emitting device can be easily manufactured, it can be said that it is most suitable for use in a multi-electron beam source of a high-luminance and large-screen image display device.
[0055]
First, the basic configuration, manufacturing method, and characteristics of the surface conduction electron-emitting device will be described, and then the structure of a multi-electron beam source in which a number of devices are wired in a simple matrix will be described.
[0056]
(Suitable device configuration and manufacturing method for surface conduction electron-emitting devices)
Two typical types of surface conduction electron-emitting devices are a planar type and a vertical type.
[0057]
(Planar surface conduction electron-emitting devices)
First, the device configuration and manufacturing method of a planar surface conduction electron-emitting device will be described.
[0058]
FIG. 5 shows a plan view (a) and a cross-sectional view (b) for explaining the configuration of a planar surface conduction electron-emitting device. In the figure, 1101 is a substrate, 1102 and 1103 are element electrodes, 1104 is a conductive film, 1105 is a gap, and 1113 is a carbon film.
[0059]
Examples of the substrate 1101 include various glass substrates such as quartz glass and blue plate glass, various ceramic substrates including alumina, or a substrate obtained by laminating an insulating layer made of, for example, SiO2 on the various substrates described above. Etc. can be used.
[0060]
In addition, element electrodes 1102 and 1103 provided on the substrate 1101 so as to face the substrate surface in parallel are formed of a conductive material. For example, metals such as Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Cu, Pd, and Ag, alloys of these metals, metal oxides such as In2 O3-SnO2, and polysilicon A material may be appropriately selected and used from semiconductors such as. In order to form an electrode, it can be easily formed by using a film forming technique such as vacuum deposition and a patterning technique such as photolithography and etching, but other methods (for example, a printing technique) are used. It can be formed.
[0061]
The shapes of the device electrodes 1102 and 1103 are appropriately designed according to the application purpose of the electron-emitting device. In general, the electrode interval L is usually designed by selecting an appropriate numerical value from the range of several hundreds of angstroms to several hundreds of micrometers. Among them, a number that is preferable for application to a display device is several. The range is several tens of micrometers from the micrometer.
[0062]
As for the thickness d of the device electrode, an appropriate numerical value is usually selected from the range of several hundred angstroms to several micrometers.
[0063]
The film thickness of the conductive film 1104 is appropriately set in consideration of the following conditions. That is, a condition necessary for electrically connecting to the element electrode 1102 or 1103, a condition necessary for satisfactorily performing energization forming, which will be described later, and an electric resistance required to have an appropriate value which will be described later. And so on. Specifically, it is set within the range of several angstroms to several thousand angstroms, and is preferably between 10 angstroms and 500 angstroms.
[0064]
Examples of materials that can be used to form the conductive film 1104 include Pd, Pt, Ru, Ag, Au, Ti, In, Cu, Cr, Fe, Zn, Sn, Ta, W, Pb, Metals such as PdO, SnO2, In2O3, PbO, Sb2O3, borides such as HfB2, ZrB2, LaB6, CeB6, YB4, GdB4, etc. Carbides including TiC, ZrC, HfC, TaC, SiC, WC, etc., nitrides including TiN, ZrN, HfN, etc., semiconductors including Si, Ge, etc., carbon , Etc., and are appropriately selected from these.
[0065]
As described above, the sheet resistance value of the conductive thin film 1104 is set so as to fall within the range of 10 3 to 10 7 [ohm / sq].
[0066]
Note that it is desirable that the conductive thin film 1104 and the element electrodes 1102 and 1103 be electrically connected to each other, and thus a structure in which a part of the conductive thin film 1104 and the element electrodes 1102 and 1103 overlap each other is employed. How to overlap is shown in the figure 5 In this example, the substrate, the device electrode, and the conductive thin film are stacked in this order from the bottom. However, in some cases, the substrate, the conductive thin film, and the device electrode may be stacked in this order from the bottom.
[0067]
Further, the gap 1105 is formed by performing an energization forming process, which will be described later, on the conductive thin film 1104. Note that it is difficult to accurately and accurately depict the actual position and shape of the gap 1105. 5 In FIG.
[0068]
The carbon film 1113 is a thin film made of carbon or a carbon compound and covers the gap 1105 and the vicinity thereof. The thin film 1113 is formed by performing an energization activation process described later after the energization forming process. Note that it is difficult to accurately depict the position and shape of the actual thin film 1113. 5 In FIG. In addition, in the plan view (a), an element from which a part of the thin film 1113 is removed is shown.
[0069]
The basic configuration of the preferred element has been described above. In the examples, the following elements were used.
[0070]
That is, blue plate glass was used for the substrate 1101, and Ni thin films were used for the device electrodes 1102 and 1103. The thickness d of the device electrode was 1000 [angstrom], and the electrode interval L was 2 [micrometer].
[0071]
Pd or PdO was used as the main material of the conductive film, the thickness was about 100 [angstrom], and the width W was 100 [micrometer].
[0072]
Next, a preferred method for manufacturing a planar surface conduction electron-emitting device will be described.
[0073]
6A to 6D are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the surface conduction electron-emitting device, and the notations of the respective members are the same as those in FIG.
[0074]
1) First, device electrodes 1102 and 1103 are formed on a substrate 1101 as shown in FIG.
[0075]
In the formation, the substrate 1101 is sufficiently cleaned in advance using a detergent, pure water, and an organic solvent, and then the element electrode material is deposited. (For example, a vacuum film forming technique such as an evaporation method or a sputtering method may be used as a deposition method.) Thereafter, the deposited electrode material is patterned using a photolithography / etching technique, and ( A pair of element electrodes (1102 and 1103) shown in a) are formed.
[0076]
2) Next, a conductive film 1104 is formed as shown in FIG.
[0077]
In forming the film, first, an organic metal solution is applied to the substrate (a), dried, heated and fired to form a film, and then patterned into a predetermined shape by photolithography and etching. Here, the organometallic solution is a solution of an organometallic compound whose main element is a material used for the conductive thin film. In the examples, Pd was used as the main element.
[0078]
Further, as a method for forming the conductive thin film, there may be a case where, for example, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition method, or the like is used other than the method using the organometallic solution used in this embodiment.
[0079]
3) Next, as shown in FIG. 5C, an appropriate voltage is applied between the forming power supply 1110 between the device electrodes 1102 and 1103, and energization forming processing is performed to form a gap 1105. To do.
[0080]
Note that the electrical resistance measured between the device electrodes 1102 and 1103 significantly increases after the gap 1105 is formed compared to before the gap 1105 is formed.
[0081]
In order to explain the energization method in more detail, FIG. 7 shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the forming power supply 1110. When forming the conductive thin film, a pulsed voltage is preferable. In the case of this embodiment, a triangular wave pulse having a pulse width T1 is continuously applied at a pulse interval T2 as shown in FIG. At that time, the peak value Vpf of the triangular wave pulse was boosted sequentially. Further, a monitor pulse Pm for monitoring the formation state of the gap 1105 was inserted between the triangular wave pulses at an appropriate interval, and the current flowing at that time was measured by an ammeter 1111.
[0082]
In the embodiment, for example, in a vacuum atmosphere of about 10 to the fifth power [torr], for example, the pulse width T1 is set to 1 [millisecond], the pulse interval T2 is set to 10 [millisecond], and the peak value Vpf is set for each pulse. The voltage was increased by 0.1 [V]. Then, the monitor pulse Pm was inserted at a rate of once every time 5 pulses of the triangular wave were applied. The monitor pulse voltage Vpm was set to 0.1 [V] so as not to adversely affect the forming process. Then, when the electrical resistance between the device electrodes 1102 and 1103 becomes 1 × 10 6 [ohm], that is, when the monitor pulse is applied, the current measured by the ammeter 1111 is 1 × 10 minus 7 [A]. At the following stage, the energization related to the forming process was terminated.
[0083]
The above method is a preferable method for the surface conduction electron-emitting device of the embodiment. For example, when the design of the surface conduction electron-emitting device such as the material and thickness of the conductive film or the element electrode interval L is changed. Accordingly, it is desirable to change the energization conditions accordingly.
[0084]
4) Next, as shown in FIG. 6D, an appropriate voltage is applied between the device electrodes 1102 and 1103 from the activation power supply 1112 to perform energization activation, thereby improving the electron emission characteristics. I do.
[0085]
The energization activation process is a process of energizing the gap 1105 formed by the energization forming process under appropriate conditions and depositing carbon or a carbon compound in the vicinity thereof. (In the figure, a deposit made of carbon or a carbon compound is schematically shown as the member 1113.) Note that, by conducting the energization activation process, the emission current at the same applied voltage is typically compared to before the conducting. Specifically, it can be increased 100 times or more.
[0086]
Specifically, by applying a voltage pulse periodically in a vacuum atmosphere within a range of 10 minus 4 to 10 minus 5 torr, the organic compound existing in the vacuum atmosphere originates. A carbon film 1113 made of carbon or a carbon compound is formed.
[0087]
In order to explain the energization method in more detail, FIG. 8A shows an example of an appropriate voltage waveform applied from the activation power supply 1112. In this embodiment, the energization activation process is performed by periodically applying a rectangular wave having a constant voltage. Specifically, the rectangular wave voltage Vac is 14 [V] and the pulse width T3 is 1 [mm]. Second] and the pulse interval T4 was set to 10 [milliseconds]. The energization conditions described above are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to change the conditions accordingly.
[0088]
Reference numeral 1114 shown in FIG. 6D is an anode electrode for capturing the emission current Ie emitted from the surface conduction electron-emitting device, to which a DC high voltage power source 1115 and an ammeter 1116 are connected. (When the activation process is performed after the substrate 1101 is incorporated in the display panel, the phosphor screen of the display panel is used as the anode electrode 1114.) While a voltage is applied from the activation power supply 1112 The emission current Ie is measured by the ammeter 1116, the progress of the energization activation process is monitored, and the operation of the activation power supply 1112 is controlled. An example of the emission current Ie measured by the ammeter 1116 is shown in FIG. 8B. When a pulse voltage starts to be applied from the activation power supply 1112, the emission current Ie increases with time, but eventually becomes saturated. Almost no increase. As described above, when the emission current Ie is almost saturated, the voltage application from the activation power supply 1112 is stopped, and the energization activation process is ended.
[0089]
The energization conditions described above are preferable conditions for the surface conduction electron-emitting device according to the present embodiment. When the design of the surface conduction electron-emitting device is changed, it is desirable to change the conditions accordingly.
[0090]
As described above, the planar surface conduction electron-emitting device shown in FIG.
[0091]
(Vertical surface conduction electron-emitting devices)
Next, the configuration of the vertical surface conduction electron-emitting device will be described.
[0092]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the vertical type, in which 1201 is a substrate, 1202 and 1203 are element electrodes, 1206 is a step forming member, 1204 is a conductive thin film, and 1205 is A gap 1213 is a carbon film. The vertical type is different from the planar type described above in that one of the element electrodes (1202) is provided on the step forming member 1206, and the conductive film 1204 covers the side surface of the step forming member 1206. There is in point. Therefore, the element electrode interval L in the planar type is set as the step height Ls of the step forming member 1206 in the vertical type. For the substrate 1201, the device electrodes 1202 and 1203, and the conductive thin film 1204, the materials listed in the description of the planar type can be used similarly. The step forming member 1206 is made of an electrically insulating material such as SiO2.
[0093]
Next, an example of a method for manufacturing a vertical surface conduction electron-emitting device will be described. (A)-(f) of FIG. 10 is sectional drawing for demonstrating a manufacturing process, and the description of each member is the same as the said FIG.
[0094]
1) First, as shown in FIG. 10A, an element electrode 1203 is formed on a substrate 1201.
[0095]
2) Next, as shown in FIG. 2B, an insulating layer for forming a step forming member is laminated. The insulating layer may be formed by, for example, laminating SiO2 by sputtering, but other film forming methods such as vacuum vapor deposition and printing may be used.
[0096]
3) Next, as shown in FIG. 3C, the device electrode 1202 is formed on the insulating layer.
[0097]
4) Next, as shown in FIG. 4D, a part of the insulating layer is removed by using, for example, an etching method to expose the device electrode 1203.
[0098]
5) Next, as shown in FIG. 5E, a conductive thin film 1204 is formed. For the formation, as in the case of the planar type, for example, a film forming technique such as a coating method may be used.
[0099]
6) Next, as in the case of the planar type, the energization forming process is performed to form a gap. (The same process as the planar energization forming process described with reference to FIG. 6C may be performed.)
[0100]
7) Next, as in the case of the planar type, an energization activation process is performed to form a carbon film made of carbon or a carbon compound k in the vicinity of the gap. (The same process as the planar energization activation process may be performed.)
[0101]
As described above, the vertical surface conduction electron-emitting device shown in FIG. 10F can be manufactured.
[0102]
(Structure of multi-electron beam source with simple matrix wiring of many elements)
Next, the structure of the multi-electron beam source produced in the embodiment and arranged in a simple matrix manner with the surface conduction electron-emitting devices arranged on the substrate will be described.
[0103]
FIG. 14 is a plan view of the multi-electron beam source used in the display panel of FIG. On the substrate, surface-conduction type emission elements similar to those shown in FIG. 5 are arranged, and these elements are arranged in the row direction wiring electrode 10. 1 3 and column direction wiring electrode 10 1 4 are wired in a simple matrix. Row direction wiring electrode 10 1 3 and column direction wiring electrode 10 1 An insulating layer (not shown) is formed between the electrodes at the intersecting portion of 4 so that electrical insulation is maintained.
[0104]
FIG. 15 shows a cross section taken along line BB ′ of FIG.
[0105]
In the embodiment, the multi-electron source having such a structure includes a row direction wiring electrode 1013, a column direction wiring electrode 1014, an inter-electrode insulating layer (not shown), and an element electrode of a surface conduction electron-emitting device. After the conductive thin film was formed, each element was supplied with power through the row-direction wiring electrode 1013 and the column-direction wiring electrode 1014 to perform energization forming processing and energization activation processing.
[0106]
13 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 12, and the numbers of the respective parts correspond to those of FIG. Below, the example using what is called a conductive spacer is demonstrated.
[0107]
The conductive spacer has a high resistance film on its surface, and is electrically connected by an acceleration electrode such as a metal back and a wiring for driving the electron-emitting device.
[0108]
In FIG. 13, the high resistance film 11 is arranged on the surface of the spacer base material 1, and faces the inside of the face plate 1017 (metal back 1019 and the like) and the surface of the substrate 1011 (row-direction wiring 1013 or column-direction wiring 1014). The conductive spacer when the low resistance film 21 is disposed on the contact surface 3 and the side surface portion 5 in contact with the spacer is shown.
[0109]
As described above, the spacer is fixed to the face plate side or the rear plate side by the bonding material 1041. FIG. 13 shows an example in which the spacer is fixed on the wiring 1013 on the rear plate side by a conductive frit. .
[0110]
On the other hand, when the spacer is fixed to the face plate side with a bonding member, the spacer is substantially fixed to a black member constituting a part of the fluorescent film 1018.
[0111]
The high resistance film is formed on at least the surface of the insulating member 1 exposed in the vacuum in the hermetic container, and the high resistance film is interposed between the low resistance film 21 on the spacer 1020 and the bonding material 1041. Then, they are electrically connected to the inside of the face plate 1017 (metal back 1019 and the like) and the surface of the substrate 1011 (row direction wiring 1013 or column direction wiring 1014). In the embodiment described here, the spacer 1020 has a thin plate shape, is arranged in parallel to the row direction wiring 1013, and is electrically connected to the row direction wiring 1013.
[0112]
Such a so-called conductive spacer 1020 has insulation sufficient to withstand a high voltage applied between the row direction wiring 1013 and the column direction wiring 1014 on the substrate 1011 and the metal back 1019 on the inner surface of the face plate 1017. In addition, it is necessary that the surface of the spacer 1020 has conductivity enough to prevent charging.
[0113]
The present invention is preferably applied not only to the conductive spacer but also to an image forming apparatus using a so-called insulating spacer. The insulating spacer is a spacer that does not have the high-resistance film and that allows a minute current to flow between the face plate and the rear plate. The spacer preferably has a maximum secondary electron emission efficiency of 2 or less on its surface, and more preferably has a maximum secondary electron emission efficiency close to 1.
[0114]
Examples of the insulating member 1 of the spacer 1020 include quartz glass, glass with a reduced impurity content such as Na, ceramic member such as soda lime glass, and alumina. The insulating member 1 preferably has a thermal expansion coefficient close to that of the member forming the hermetic container and the substrate 1011.
[0115]
The high resistance film 11 constituting the spacer 1020 has a current obtained by dividing the acceleration voltage Va applied to the high potential side face plate 1017 (metal back 1019 and the like) by the resistance value Rs of the high resistance film 11 as an antistatic film. Will be washed away. Therefore, the resistance value Rs of the spacer is set in a desirable range from antistatic and power consumption. From the viewpoint of suppressing charging, the surface resistance R / □ is preferably 10 14 Ω or less. In order to obtain a sufficient charge suppressing effect, 10 11 Ω or less is more preferable. The lower limit of the surface resistance depends on the spacer shape and the voltage applied between the spacers, but is preferably 10 7 Ω or more.
[0116]
The thickness t of the high resistance film 11 formed on the insulating material is preferably in the range of 10 nm to 1 μm. Although it varies depending on the surface energy of the material, adhesion to the substrate, and substrate temperature, a thin film of 10 nm or less is generally formed in an island shape, and its resistance is unstable and reproducibility is poor. On the other hand, when the film thickness t is 1 μm or more, the film stress increases, the risk of film peeling increases, and the film formation time increases, resulting in poor productivity.
[0117]
The surface resistance R / □ is ρ / t, and the specific resistance ρ of the antistatic film is preferably 0.1 [Ωcm] to 10 8 [Ωcm] from the preferable range of R □ and t described above. Furthermore, in order to realize a more preferable range of surface resistance and film thickness, ρ is preferably set to 10 2 to 10 6 Ωcm.
[0118]
As described above, the temperature of the spacer rises when a current flows through the high resistance film formed thereon or when the entire display generates heat during operation. If the resistance temperature coefficient of the high resistance film is a large negative value, the resistance value decreases when the temperature rises, the current flowing through the spacer increases, and the temperature rises. The current continues to increase until it exceeds the power supply limit. The value of the resistance temperature coefficient at which such a current runaway occurs is empirically a negative value and the absolute value is 1% or more. That is, the resistance temperature coefficient of the high resistance film is desirably less than −1%. The high resistance film 11 is preferably a film whose maximum secondary electron emission efficiency is lower than 2, and more preferably, the maximum value of the secondary electron emission efficiency is close to 1. As a material constituting such a film, for example, a metal oxide can be used. Among metal oxides, chromium, nickel, and copper oxides are preferable materials. This is presumably because the electrons emitted from the cold cathode element 1012 or the like are not easily charged even when they hit the spacer 1020. Since the carbon film also has a low secondary electron emission efficiency, it is a preferable material as a material formed on the surfaces of the insulating spacer and the conductive spacer. In particular, since amorphous carbon has high resistance, it is easy to control the spacer resistance to a desired value.
[0119]
As another material of the high resistance film 11, nitride of aluminum and transition metal alloy is a suitable material because the resistance value can be controlled in a wide range from a good conductor to an insulator by adjusting the composition of the transition metal. . Furthermore, it is a stable material with little change in resistance value in the manufacturing process of the display device described later. In addition, the temperature coefficient of resistance is less than -1%, and it is a material that is practically easy to use. Examples of the transition metal element include Ti, Cr, Ta and the like.
[0120]
The alloy nitride film is formed on the insulating member by thin film forming means such as sputtering, reactive sputtering in a nitrogen gas atmosphere, electron beam evaporation, ion plating, or ion assist evaporation. The metal oxide film can also be produced by a similar thin film formation method, but in this case, oxygen gas is used instead of nitrogen gas. In addition, a metal oxide film can be formed by a CVD method or an alkoxide coating method. The carbon film is produced by, for example, vapor deposition, sputtering, CVD, or plasma CVD. In particular, in the case of producing amorphous carbon, the atmosphere during film formation should include hydrogen or film formation. Use hydrocarbon gas as the gas.
[0121]
The low resistance film 21 constituting the spacer 1020 electrically connects the high resistance film 11 to the high potential side face plate 1017 (metal back 1019, etc.) and the low potential side substrate 1011 (wirings 1013, 1014, etc.). In the following, the name of an intermediate electrode layer (intermediate layer) is also used. The intermediate electrode layer (intermediate layer) can have a plurality of functions listed below.
[0122]
1. The high resistance film 11 is electrically connected to the face plate 1017 and the substrate 1011. When the high resistance film 11 is connected to the face plate 1017 (metal back 1019, etc.) and the substrate 1011 (wirings 1013, 1014, etc.) directly or via the contact material 1041, a large contact resistance is generated at the interface of the connecting portion, and the spacer There is a possibility that charges generated on the surface cannot be removed quickly. In order to avoid this, it is preferable to provide a low-resistance intermediate layer on the contact surface 3 or the side surface portion 5 of the spacer 1020 that contacts the face plate 1017, the substrate 1011, and the contact material 1041.
[0123]
2. The potential distribution of the high resistance film 11 is made uniform. Electrons emitted from the cold cathode element 1012 form an electron trajectory according to a potential distribution formed between the face plate 1017 and the substrate 1011. In order to prevent disturbance of the electron trajectory in the vicinity of the spacer 1020, it is necessary to control the potential distribution of the high resistance film 11 over the entire region. When the high resistance film 11 is connected to the face plate 1017 (metal back 1019, etc.) and the substrate 1011 (wirings 1013, 1014, etc.) directly or via the contact material 1041, the connection state is caused due to the contact resistance at the interface of the connection portion. May occur, and the potential distribution of the high resistance film 11 may deviate from a desired value. In order to avoid this, a low resistance intermediate layer is provided in the entire length region of the spacer end portion (contact surface 3 or side surface portion 5) where the spacer 1020 contacts the face plate 1017 and the substrate 1011. By applying a potential, the potential of the entire high resistance film 11 can be controlled.
[0124]
3. Controls the orbit of emitted electrons. Electrons emitted from the cold cathode element 1012 form an electron trajectory according to a potential distribution formed between the face plate 1017 and the substrate 1011. With respect to electrons emitted from the cold cathode device in the vicinity of the spacer, restrictions (wiring, change of device position, etc.) associated with the installation of the spacer may occur. In such a case, in order to form an image without distortion or unevenness, it is necessary to control the trajectory of the emitted electrons to irradiate the desired position on the face plate 1017 with electrons. By providing a low resistance intermediate layer on the side surface portion 5 of the face plate 1017 and the substrate 1011 in contact with the surface plate 1017, the potential distribution in the vicinity of the spacer 1020 can have desired characteristics and the trajectory of emitted electrons can be controlled. I can do it.
[0125]
The low resistance film 21 may be selected from a material having a sufficiently low resistance value as compared with the high resistance film 11, and may be a metal such as Ni, Cr, Au, Mo, W, Pt, Ti, Al, Cu, Pd, or the like. Appropriately selected from alloys, printed conductors composed of metals such as Pd, Ag, Au, RuO2, and Pd-Ag and metal oxides and glass, transparent conductors such as In2O3-SnO2, and semiconductor materials such as polysilicon Is done.
[0126]
The bonding material 1041 disposed on either the face plate side or the rear plate side needs to have conductivity so that the spacer 1020 is electrically connected to the row direction wiring 1013 and the metal back 1019.
[0127]
That is, a frit glass to which a conductive adhesive, metal particles, or a conductive filler is added is suitable.
[0128]
As described above, in the present invention, the spacer is fixed to the wiring on the rear plate side or the black member (black stripe or black matrix) on the face plate side by the bonding member.
[0129]
The corner of the spacer in the present invention refers to a region around the outermost part of the surface (end portion) that contacts or joins the face plate or the rear plate of the spacer. Also, the black member or the wiring that contacts the spacer end portion that is not fixed to the face plate side or the rear plate side by the joining member among the end portions of the spacer is referred to herein as a spacer installation base. .
[0130]
Therefore, the first aspect of the present invention is that when the spacer is fixed to the face plate side by a joining member, at least the wiring on the rear plate is at least, and when the spacer is fixed to the rear plate side, at least The cross-sectional shape of the black member on the face plate side is a shape having a curvature, and is convex with respect to the substrate (for example, an arc shape, a semicircular shape, a fan shape, etc.). By adopting such a shape, a configuration is adopted in which the end surface of the spacer is in contact with the vertex, ridge line, or plane of the wiring or black member. With such a configuration, an excessive load on the corner portion of the spacer is suppressed, and destruction and breakage of the spacer are prevented.
[0131]
Even if the black member or wiring and the spacer are displaced in the plane direction of the face plate or the rear plate even if the configuration as described in the first aspect of the present invention is used, the corner portion of the spacer may depend on the amount of displacement. Contact with the black member or the wiring may result in excessive excessive weight being applied to the corners of the spacer, which may damage the spacer.
[0132]
Therefore, a second aspect of the present invention defines an allowable range of positional deviation between the spacer and the wiring or the black member in addition to the first configuration.
[0133]
In the second aspect of the present invention, when the amount of positional deviation between the top of the installation table (the connection between the spacer and the installation table) and the central axis of the spacer is x and the thickness of the spacer is t,
x <t / 2 Formula (1)
Satisfaction can prevent breakage or destruction of the spacer. FIG. 16A shows this condition.
[0134]
The positional deviation amount X indicates the distance from the normal line of the face plate or the rear plate passing through the apex of the installation table to the center line of the spacer.
[0135]
In addition, even with the configuration as described in the first aspect of the present invention, depending on the inclination of the spacer, the corner of the spacer may come into contact with the installation table, and as a result, a load may be applied to the corner of the spacer and the spacer may be damaged. There is.
[0136]
Therefore, the third aspect of the present invention defines the following inclination range of the spacer.
[0137]
That is, in the third aspect of the present invention, when the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation table is R, and the inclination θ of the spacer with respect to the normal of the face plate or the rear plate on which the installation table is arranged,
R sin θ <t / 2 Formula (2)
By satisfy | filling, it can suppress that the corner | angular part of a spacer contacts an installation stand, As a result, damage to a spacer can be prevented. FIG. 16B shows this condition. Since θ [rad] is very small, it is approximated as Rθ≈Rsin θ. The radius of curvature R is, for example, cut along with the plate on which the installation table is formed, and the cross-sectional shape is optical. Typical It is derived by measuring by a known means for measuring a cross-sectional shape such as a microscope. In addition, the inclination of the spacer indicates an inclination from the normal to the surface of the plate on which the installation table is formed. Furthermore, when the spacer is a flat plate, the thickness of the spacer is the length of the shortest side of the surface that contacts or joins the face plate or the rear plate. On the other hand, when the spacer is cylindrical, it corresponds to the diameter of the surface that contacts or joins the face plate or the rear plate.
[0138]
Further, even when the configuration as described in the first aspect of the present invention is employed, when the spacer is tilted and displaced at the same time with respect to the installation base, the corner portion of the spacer is obtained by integrating the angle and the amount of displacement. May be damaged under load.
[0139]
Therefore, the first of the present invention Four Where the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation table is R, the inclination of the spacer is θ, and the direction of inclination of the spacer on the plane of the rear plate is the x-axis, The length from the contact point to the top of the installation table is the spacer displacement x, and the contact point between the spacer and the installation table is shifted in the X-axis direction from the center of the spacer thickness.
R sin | θ | <x + t / 2 Formula (3)
By satisfy | filling, it can suppress that the corner | angular part of a spacer contacts an installation stand, As a result, damage to a spacer can be prevented. FIG. 17 shows this condition. In this case, θ is very small in this case as well, and the contact between the spacer and the installation base is between the spacer thickness center and the top of the installation base.
R sin | θ |> x−t / 2 Formula (4)
By satisfy | filling, it can suppress that the corner | angular part of a spacer contacts an installation stand, As a result, damage to a spacer can be prevented. FIG. 18 shows the condition.
[0140]
The present invention can also reduce the concentration of the load on one spacer corner by increasing the radius of curvature of the corner of the spacer itself.
[0141]
That is, the first of the present invention Five The curvature radius R of the corner portion of the spacer is at least 10 μm or more. Note that the value of R is appropriately set depending on the strength of the spacer, the width of the wiring, the black stripe, and the curvature. FIG. 19A shows the condition.
[0142]
In addition to the first, second, and third aspects of the present invention, the installation base having a width wider than the width of the spacer can reduce the concentration of the load on the spacer corners.
[0143]
still Of the present invention Reference example In the installation table having a flat surface wider than the spacer at the contact portion in contact with the spacer, when the spacer is installed vertically, the thickness of the spacer is t, the positional deviation of the spacer is x, When the width of the flat part is w, the center of the spacer is off the installation base
x <w / 2 + t / 2 Formula (5)
Depending on the conditions, interference between the corners of the spacer and the installation base can be suppressed. FIG. 19B shows the condition.
[0144]
By satisfying the first to fifth conditions of the present invention as described above, damage to the spacer due to atmospheric pressure can be suppressed.
[0145]
[Example 1]
In this example, the image forming apparatus shown in FIGS. 12 and 13 was manufactured.
[0146]
The production process of the image forming apparatus of this embodiment will be described below.
[0147]
(Electron source substrate creation process)
First, the row direction wiring 1013, the column direction wiring 1014, the interelectrode insulating layer, and the element electrodes of the surface conduction electron-emitting device 1012 and the conductive thin film were formed on the substrate 1011 in advance.
[0148]
(Spacer creation process)
Next, a flat spacer base material 1 (40 mm × 2 mm × 0.2 mm) made of an insulating member made of soda lime glass was produced.
[0149]
A high resistance film 11 (described later) is formed on four surfaces (40 mm × 2 mm and 2 mm × 0.2 mm) of the spacer base material surface exposed to the vacuum atmosphere of the airtight container, and the face plate and rear plate Area 3 (40 mm x 0.1 mm) from the side in contact with the face plate and rear plate of the surface 3 (40 mm x 0.2 mm) abutting on the surface, and the height of 0.1 mm from the side in contact with the face plate and rear plate A low resistance film 21 was formed. As the high resistance film 11, a Cr—Al alloy nitride film (200 nm thickness, approximately 1e9 [Ω / □]) formed by simultaneously sputtering a Cr and Al target with a high frequency power source was used. In addition to the purpose of ensuring the electrical connection between the high resistance film and the face plate formed on the spacer and the high resistance film and the rear plate, the low resistance film controls the electric field around the spacer to control the electron beam from the electron emitter. The purpose is to control the trajectory.
[0150]
(Face plate and spacer assembly)
The face plate and spacer assembly will be described. Frit was applied to the black member (on the black matrix) where the spacers of the face plate were placed.
[0151]
Thereafter, a jig having a groove slightly larger than the spacer at a position where the spacer is disposed is aligned with the face plate. Then, the spacer is inserted into the groove of the jig, and the spacer is fixed by the above-described frit by passing through a heating process (FIG. 20A).
[0152]
The groove of the jig used here has a width of 250 μm in consideration of the width of the spacer and the thickness of the film on the surface of the spacer.
[0153]
(Face plate and rear plate sealing)
Next, the face plate to which the spacer is fixed is fixed (sealed) to the rear plate.
[0154]
Rear plate 1015 and side wall 101 6 Frit glass was applied to the joint between the face plate 1017 and the side wall 1016. The rear plate 1015 was placed on the face plate 1017 through the side wall 1016 and sealed by firing at 400 ° C. to 500 ° C. for 10 minutes or more in the atmospheric pressure.
[0155]
Here, the relationship between the rear plate and the spacer at the time of sealing was as follows.
[0156]
The spacer used in this example had a thickness of 0.2 mm, a height of 2 mm, a jig groove width of 0.25 mm, a rear plate wiring width of 0.3 mm, and a wiring curvature of R = 0.5 mm.
[0157]
Therefore, the maximum displacement width of the spacer is 0.025 mm, and the maximum inclination is 0.025 rad. At this time, since the slope is 0 at the maximum deviation, the above-described equation x <t / 2 is satisfied.
[0158]
Even at the maximum inclination, R sin | θ | <x + t / 2 is satisfied under the condition that the contact point between the spacer and the installation base is larger in the X-axis direction than the spacer thickness center. Therefore, theoretically, the corner of the spacer does not hit the wiring.
[0159]
(Electron source forming process, sealing process)
The inside of the container thus completed is evacuated by a vacuum pump through an exhaust pipe, and after reaching a sufficient degree of vacuum, the row direction wiring electrode 1013 and the column direction wiring electrode are passed through the container outer terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn. A multi-electron source beam source was manufactured by supplying power to each element through 1014 and performing the above-described energization forming process and energization activation process.
[0160]
Then 10 ^-6 The exhaust pipe (not shown) was heated by a gas burner at a degree of vacuum of about [Torr], and the envelope (container) was sealed.
[0161]
Finally, a getter process was performed to maintain the degree of vacuum after sealing.
[0162]
(Image formation)
In the image forming apparatus having the display panel completed as described above as shown in FIG. 12, each surface conduction type electron-emitting device 1012 is connected to the external terminals Dx1 to Dxm and Dy1 to Dyn through the scanning signal and the modulation signal. Are applied by a signal generating means (not shown) to emit electrons, and a high voltage is applied to the metal back 1019 through a high voltage terminal Hv to accelerate the emitted electron beam, causing the electrons to collide with the fluorescent film 1018, Images were displayed by exciting and emitting each color phosphor. The applied voltage Va to the high voltage terminal Hv was 3 [kV] to 10 [kV], and the applied voltage Vf between the wirings 1013 and 1014 was 14 [V].
[0163]
At this time, a light-emitting spot array is formed on a two-dimensional basis including a light-emitting spot due to emitted electrons from the cold cathode element 1012 located near the spacer 1020, and a clear color image display with good color reproducibility can be achieved. It was.
[0164]
As described above, the spacer displacement on the wiring and the maximum value of the inclination are set, and assembly is performed within the range, and the damage to the spacer due to atmospheric pressure can be suppressed.
[0165]
( Reference example )
Book reference In the example, an arrangement example of spacers in a wiring having a plane wider than the spacer will be described.
[0166]
The conditions for assembling the spacer and the airtight container are the same as those in the first embodiment.
[0167]
Ie book reference In the example, the spacer thickness is 0.2 mm, the height is 2 mm, the jig groove width is 0.5 mm, the rear plate wiring is 0.3 mm wide, and the wiring plane width is W = 0.2 mm. It was.
[0168]
Under this condition, the above-described expression x <w / 2 + t / 2 is satisfied.
[0169]
Therefore, theoretically, damage to the spacer due to atmospheric pressure could be suppressed without the corner of the spacer hitting the wiring.
[0170]
As mentioned above. By applying the conditions based on the present invention, the spacer does not cause breakage such as cracks, so that it is possible to prevent the structural strength from being lowered and to maintain the degree of vacuum.
[0171]
And it became possible to display an image with high brightness and high image quality.
[0172]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a vacuum vessel and an image forming apparatus having sufficient strength without causing damage or destruction of the spacer can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a conventional surface conduction electron-emitting device.
FIG. 2 is a partially cutaway perspective schematic view of a conventional image forming apparatus.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective schematic view of the image forming apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram of a fluorescent film.
FIG. 5 is a schematic view of a surface conduction electron-emitting device used in the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a production process of a surface conduction electron-emitting device.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a pulse waveform used in a forming process.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a pulse waveform used in the activation process.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a vertical surface conduction electron-emitting device.
FIG. 10 is a schematic view showing a manufacturing process of a vertical surface conduction electron-emitting device.
FIG. 11 is a graph showing electron emission characteristics of a surface conduction electron-emitting device.
FIG. 12 is a partially cutaway perspective schematic view of the image forming apparatus created in the embodiment.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus created in this example.
FIG. 14 is a schematic diagram in which surface conduction electron-emitting devices are arranged in a matrix.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a surface conduction electron-emitting device.
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a creation process of the image forming apparatus created in the embodiment.
FIG. 21 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a problem.
[Explanation of symbols]
3001 Substrate
3004 Conductive film
3005 Electron emitter
3120, 1020 Spacer
1017, 3117 Face plate
1018, 3118 phosphor film
1019, 3119 metal back
1016, 3116 support frame
1015, 3115 rear plate
1011, 3111 electron source substrate

Claims (7)

電子源を有するリアプレートと、画像形成部材を有するフェースプレートと、前記フェースプレートとリアプレート間に配され、前記フェースプレートまたは前記リアプレートのどちらか一方のプレートに接合部材により固定され、前記他方のプレートに形成された断面形状が凸状の曲率を有する設置台に当接することで前記リアプレートと前記フェースプレートとの間隔を制御するスペーサとを有し、前記スペーサの、前記他方のプレートと対向する面は平面であり、該平面が前記設置台に当接し、且つ該平面の外周部である角部は前記設置台と離れていることを特徴とする画像形成装置。A rear plate having an electron source, a face plate having an image forming member, and disposed between the face plate and the rear plate, and fixed to one of the face plate and the rear plate by a joining member, and the other And a spacer for controlling a distance between the rear plate and the face plate by contacting a mounting base having a convex curvature in a cross-sectional shape formed on the plate of the spacer, and the other plate of the spacer opposing faces are planar, the plane is in contact with the mount base, and the corner portion is an outer peripheral portion of the plane image forming apparatus, characterized in that apart from the said setting stage. 前記設置台の頂部と前記スペーサの間の位置ずれをｘ、前記スペーサの厚みをｔとすると、ｘ≦ｔ／２を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。When the positional deviation between the spacer and the installation stand top x, the thickness of the spacer and t, the image forming apparatus according to claim 1, characterized in that satisfy x ≦ t / 2. 前記スペーサの厚みをｔ、設置台の曲率半径をＲ、スペーサの傾きθとすると、θ≦ｓｉｎ^−１（ｔ／２Ｒ）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。The thickness t of the spacer, the radius of curvature of the installation base R, when the spacer of inclination theta, an image forming apparatus according to claim 1, characterized in that satisfy ^{θ ≦ sin -1 (t / 2R} ). 前記スペーサの厚みをｔ、設置台の曲率半径をＲ、スペーサの傾きをθ、リアプレートの平面のスペーサの傾いた方向をｘ軸としたとき、設置台でのスペーサの位置ずれをｘ、とし、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央よりもＸ軸方向に大きいとき、Ｒｓｉｎ｜θ｜≦ｘ＋ｔ／２を満たすことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。When the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation base is R, the inclination of the spacer is θ, and the direction in which the spacer on the rear plate is inclined is the x axis, the positional deviation of the spacer on the installation base is x. 4. The image forming apparatus according to claim 3 , wherein Rsin | θ | ≦ x + t / 2 is satisfied when the contact point between the spacer and the installation base is larger in the X-axis direction than the center of the spacer thickness. 前記スペーサの厚みをｔ、設置台の曲率半径をＲ、スペーサの傾きをθ、リアプレートの平面のスペーサの傾いた方向をｘ軸としたとき、設置台でのスペーサの位置ずれをｘ、とし、スペーサと設置台の接点がスペーサ厚み中央と設置台の頂点の間にあるとき
Ｒｓｉｎ｜θ｜≦ｘ―ｔ／２
であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。When the thickness of the spacer is t, the radius of curvature of the installation base is R, the inclination of the spacer is θ, and the direction in which the spacer on the rear plate is inclined is the x axis, the positional deviation of the spacer on the installation base is x. When the contact point between the spacer and the installation base is between the spacer thickness center and the top of the installation base, Rsin | θ | ≦ x−t / 2
The image forming apparatus according to claim 3 , wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記角部が曲率を持つことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the corner portion has a curvature. 前記角部の曲率半径Ｒが、
Ｒ≧１０μｍ
であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。The radius of curvature R of the corner portion,
R ≧ 10 μm
The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.

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