JP2001126633A

JP2001126633A - 画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法

Info

Publication number: JP2001126633A
Application number: JP30081799A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Onishi; 智也大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】クーロン引力を起因とする電極の剥がれを防
止して、安定した画像表示を可能とする品質性に優れた
画像表示装置及び画像表示装置の駆動方法を提供する。【解決手段】メタルバック１００９の電位とは異なる
電位に規定されるフェイスプレート電極１０１１を、フ
ェイスプレート１００７とメタルバック１００９との間
に設けるべく、ＩＴＯの透明導電膜により形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、フィール
ドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や陰極線管（Ｃ
ＲＴ）などの電子線を利用した画像表示装置及び画像表
示装置の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＲＴをはじめとする画像表示装置は、
より一層の大判化が求められ研究が盛んに行なわれてい
る。ここで、大判化に伴って、装置の薄型化・軽量化・
低コスト化が重要な課題となっている。

【０００３】しかしながら、ＣＲＴは高電圧で加速した
電子を偏向電極で偏向し、フェイスプレート上の発光体
としての蛍光体を励起する構造であるため、大判化を行
なうと原理的に奥行きが必要となり、薄型・軽量のもの
を提供する事が困難である。

【０００４】発明者らは上記の問題を解決し得る画像表
示装置として、表面伝導型電子放出素子、ならびにこの
表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置について
研究を行なってきた。

【０００５】発明者らは、たとえば、図１６に示す電気
的な配線方法によるマルチ電子ビーム源の応用を試みて
きた。すなわち、表面伝導型放出素子を２次元的に多数
個配列し、これらの素子を図示のように単純マトリクス
状に配線したマルチ電子ビーム源である。

【０００６】図中、４００１は表面伝導型放出素子を模
式的に示したものであり、４００４は行方向配線、４０
０３は列方向配線である。なお、図示の便宜上、６×６
マトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろん
これに限ったわけではなく、所望の画像表示を行うのに
足りるだけの素子を配列し配線するものである。

【０００７】図１７はこのマルチ電子ビーム源を用いた
陰極線管の構造を示しており、マルチ電子ビーム源４０
０２を備えた、リアプレート（外容器底）４００５およ
び外容器枠４００７と、蛍光体層４００８を備えたフェ
イスプレート４００６と、フェイスプレート４００６と
接するように設けられたメタルバック４００９と、から
なる構造をとっている。

【０００８】また、フェイスプレート４００６に接した
メタルバック４００９には高圧導入端子４０１１を通じ
て、高圧電源４０１０から高圧が印加される構成となっ
ている。

【０００９】このように、表面伝導型放出素子を単純マ
トリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望
の電子ビームを出力させるため、行方向配線４００４お
よび列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。

【００１０】たとえば、マトリクス中の任意の１行の表
面伝導型放出素子を駆動するには、選択する行の行方向
配線４００４には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択
の行の行方向配線４００４には非選択電圧Ｖｎｓを印加
する。

【００１１】また、これと同期して列方向配線４００３
に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加す
る。

【００１２】この方法によれば、選択する行の表面伝導
型放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非
選択行の表面伝導型放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が
印加される。

【００１３】これらＶｅ，Ｖｓ，Ｖｎｓの電圧の大きさ
を適宜調整すれば、選択する行の表面伝導型放出素子だ
けから所望の強度の電子ビームが出力され、また、列方
向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択
する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力
される。

【００１４】また、表面伝導型放出素子の応答速度は高
速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変
えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えるこ
とができる。

【００１５】上記のような電圧印加によりマルチ電子ビ
ーム源４００２から出力された電子ビームは、高電圧Ｖ
ａを印加されているメタルバック４００９に照射され、
ターゲットである蛍光体を励起して発光させる。

【００１６】したがって、たとえば画像情報に応じた電
圧信号を適宜印加するように構成することによって画像
表示装置となる。

【００１７】このように、上記画像表示装置は、メタル
バック４００９に高電圧を印加し、リアプレート４００
５とフェイスプレート４００６の間に電界を生じさせ電
子を加速し、蛍光体を励起させ発光させる事により画像
を形成する構成である。

【００１８】画像表示装置の薄型化を実現するために
は、画像表示パネルの厚さを薄くしなければならず、そ
のためリアプレート４００５とフェイスプレート４００
６の距離を小さくしなければならない。

【００１９】したがって、リアプレート４００５とフェ
イスプレート４００６の間には、かなり高い電界が生じ
ることになる。

【００２０】また、メタルバック４００９は金属膜で構
成されるものであるが、蛍光体膜全体に高電圧を印加す
る目的のため、また、蛍光体の帯電を防止する目的のた
め、さらに蛍光体から後方（リアプレート方向）に出た
光を鏡面効果により前方に取り出すという目的を持つた
めに連続膜であるのが好ましい。

【００２１】さらに、加速された電子がメタルバック４
００９を通して蛍光体を励起しなければならないので、
メタルバック４００９は薄い膜状であるのが好ましい。

【００２２】ここで、蛍光体は一般に粉体であるため、
蛍光体膜はポーラスになり表面にはかなりの凹凸が存在
する。

【００２３】また、蛍光体の混色防止や、ビーム位置が
多少ずれても色ずれを起こさないようにするためや、外
光を吸収し画像のコントラストを向上する、などの理由
で設けられる黒色部材（ブラックマトリクス等）にも、
上記蛍光体膜と同様にかなりの凹凸が存在する。

【００２４】そのために蛍光体膜上に直接金属を成膜し
たのでは連続膜にならないので、一般的にメタルバック
作製の工程としてフィルミング工程が用いられている。

【００２５】このフィルミング工程とは、蛍光体層など
の表面にアクリルなどの樹脂フィルムを作製し、蛍光体
層などの表面を平坦化する工程であり、平坦化されたフ
ィルム上に真空蒸着法などで金属膜を成膜することによ
り、メタルバックを連続膜として作製する事ができ、平
坦度も改善される。

【００２６】なお、上記樹脂膜は、金属膜を作製した後
に、焼成によって熱分解して除かれる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２８】上述したように、フィルミング工程を用い
てメタルバックを作製するために、メタルバックの、蛍
光体や黒色部材に対する付着力は弱くなってしまう。

【００２９】すなわち、作製プロセス中にメタルバック
と蛍光体や黒色部材との間に存在したフィルム層が焼成
により熱分解され除かれるので、メタルバックと蛍光体
や黒色部材（ブラックストライプ，ブラックマトリクス
等）とは部分的に接触しているのみとなり、メタルバッ
クの付着力が弱くなってしまう。

【００３０】これにより、次のような問題が生じてい
た。

【００３１】上記のように、リアプレート４００５とフ
ェイスプレート４００６との間に形成される電界の電界
強度は大きくなる。

【００３２】これにより、メタルバック４００９には高
電圧が印加されており、ほぼＧＮＤ電位であるリアプレ
ート４００６との間にクーロン引力が発生する。

【００３３】したがって、上記のように、メタルバック
４００９と蛍光体や黒色部材との付着力が弱い為に、ク
ーロン引力によりメタルバック４００９が剥離され、リ
アプレート４００５に向けて飛散してしまう。

【００３４】その結果、画素抜けにより画質が劣化した
り、飛散したメタルバックが原因となり、リアプレート
４００５とフェイスプレート４００９との間で放電が起
こり易くなってしまうという問題が発生していた。

【００３５】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、クー
ロン引力を起因とする電極の剥がれを防止して、安定し
た画像表示を可能とする品質性に優れた画像表示装置を
提供することにある。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像表示装置にあっては、低電位に設定され
た電子放出部で発生する電子を加速して引き付けるため
に高電位となるように高電圧が印加される第１電極と、
前記第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に設け
られ、前記加速された電子が衝突されて発光する発光体
と、前記第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に
設けられ、該第１電極の電位とは異なる電位となるよう
に電圧が印加される第２電極と、を備えたことを特徴と
する。

【００３７】従って、第１電極と第２電極との間にクー
ロン引力が発生し、第１電極が電子放出部方向にクーロ
ン引力によって引っ張られる力が緩和される。

【００３８】フェイスプレートと、該フェイスプレート
に対向して設けられたリアプレートと、を備え、前記フ
ェイスプレート上に前記発光体，第１電極および第２電
極を設けると共に、前記リアプレート上に電子放出手段
を設けるとよい。

【００３９】前記第２電極は、透明電極であるとよい。

【００４０】これにより、観測者が第２電極付近の様子
を視認できる。

【００４１】前記第２電極は、画像表示領域を全て覆う
ように設けられるとよい。

【００４２】これにより、画像表示領域全体にわたって
クーロン引力を緩和できる。

【００４３】前記第２電極は、前記フェイスプレートの
表面に形成されるとよい。

【００４４】これにより、容易に第２電極を作製でき
る。

【００４５】前記第１電極は、前記発光体の膜上にフィ
ルミング工程により形成された金属膜により構成される
とよい。

【００４６】これにより、第１電極を平坦的に連続膜と
して形成できる。

【００４７】前記第１電極と第２電極には、各々異なる
電源が接続されて、それぞれ異なる電位に規定されると
よい。

【００４８】これにより、第１電極と第２電極との間に
クーロン引力を発生できる。

【００４９】前記第２電極のみに高圧電源が接続される
とよい。

【００５０】これにより、各電極に対してそれぞれ電源
を設ける場合と比較して、軽量化・低コスト化を実現で
きる。

【００５１】前記第２電極の電位は、第１電極の電位よ
りも高く設定されるとよい。

【００５２】これにより、第１電極と第２電極との間に
クーロン引力を発生できる。

【００５３】前記第１電極，第２電極およびリアプレー
トの電位を、それぞれの間の抵抗値によって規定すると
よい。

【００５４】これにより、一つの電源で各電位を異なら
せることができる。

【００５５】前記第１電極と第２電極との間、あるい
は、第１電極とリアプレートとの間の少なくともいずれ
か一方に、外部抵抗が接続されるとよい。

【００５６】これにより、各間の抵抗値の比を設定でき
る。

【００５７】前記第１電極と第２電極との間の内部抵抗
と、第１電極とリアプレートとの間の内部抵抗との比に
よって、前記第２電極および第１電極の電位が規定され
るとよい。

【００５８】このように、内部抵抗の比によっても、各
電位を異なるように規定できる。

【００５９】前記第１電極のみに高圧電源が接続される
とよい。

【００６０】これにより、各電極に対してそれぞれ電源
を設ける場合と比較して、軽量化・低コスト化を実現で
きる。

【００６１】前記第２電極の電位は、第１電極の電位よ
りも低く設定されるとよい。

【００６２】これにより、第１電極と第２電極との間に
クーロン引力を発生できる。

【００６３】前記第２電極の電位は、該第２電極と第１
電極及び第２電極とリアプレートとの間の抵抗値の比に
よって規定されるとよい。

【００６４】これにより、一つの電源で各電位を異なら
せることができる。

【００６５】前記第１電極と第２電極との間、あるい
は、第２電極とリアプレートとの間の少なくともいずれ
か一方に、外部抵抗が接続されるとよい。

【００６６】これにより、各間の抵抗値の比を設定でき
る。

【００６７】前記第１電極と第２電極との間の内部抵抗
と、第２電極とリアプレートとの間の内部抵抗との比に
よって、前記第２電極および第１電極の電位が規定され
るとよい。

【００６８】このように、内部抵抗の比によっても、各
電位を異なるように規定できる。

【００６９】前記リアプレートは、接地されるとよい。

【００７０】これによっても、各電極の電位を異ならせ
ることができる。

【００７１】前記フェイスプレートに、接地電位に規定
された電位規定電極を設けると共に、前記第２電極と電
位規定電極を高抵抗膜で接続するとよい。

【００７２】このようにして、電位を規定することもで
きる。

【００７３】前記高抵抗膜のシート抵抗値は１×１０⁷
〜１×１０¹⁴（Ω／□）であるとよい。

【００７４】装置内部を真空状態に維持すると共に、大
気圧による変形を防止するために耐大気圧支持構造体を
設け、かつ、該耐大気圧支持構造体に高抵抗膜を形成す
るとよい。

【００７５】これにより、大気圧による変形を防止でき
ると共に、耐大気圧支持構造体の表面の帯電を防止し
て、各部の電位を安定できる。

【００７６】前記高抵抗膜のシート抵抗値は１×１０⁷
〜１×１０¹⁴（Ω／□）であるとよい。

【００７７】前記フェイスプレートに外光を吸収させる
ための黒色部材を設けると共に、該黒色部材を形成する
材料に導電性材料を混入させるとよい。

【００７８】これにより、黒色部材の抵抗値を下げるこ
とができる。

【００７９】前記導電性材料は、カーボンブラックもし
くは金属微粒子であるとよい。

【００８０】前記第１電極と第２電極との間の電位差を
Ｖａ，静電容量をＣａ，平均厚さをＨａとし、第１電極
とリアプレートとの間の電位差をＶｂ，静電容量をＣ
ｂ，ギャップの平均距離をＨｂとした場合に、｜Ｖａ｜＞｜Ｖｂ｜√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）を満たすとよい。

【００８１】これにより、第２電極とリアプレートとの
間のクーロン引力を実効的に０にできる。

【００８２】画像表示装置は、陰極線管構造をとるとよ
い。

【００８３】前記電子放出手段は、マトリクス状に配線
された電子放出素子であるとよい。

【００８４】前記電子放出素子は、表面伝導型電子放出
素子であるとよい。

【００８５】また、本発明にあっては、低電位に設定さ
れた電子放出部で発生する電子を加速して引き付けるた
めに高電位となるように高電圧が印加される第１電極
と、該第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に設
けられ、前記加速された電子が衝突されて発光する発光
体と、を備えた画像表示装置の駆動方法において、前記
第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に第２電極
を設け、該第２電極に対して前記第１電極よりも高い電
圧を印加することを特徴とする。

【００８６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００８７】（第１の実施の形態）図１，図３および図
１５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像
表示装置について説明する。

【００８８】まず、上記従来技術の中でも説明したが、
画像表示装置全体の基本的構成等について簡単に説明す
る。

【００８９】図１および図３に示すように、画像表示装
置は、フェイスプレート１００７と、これに対向して設
けられたリアプレート１００５と、を備えている。

【００９０】そして、リアプレート１００５には電子放
出手段が設けられており、フェイスプレート１００７側
に比べて低電位となるように設定されている。

【００９１】一方、フェイスプレート１００７には、第
１電極であるメタルバック１００９が設けられており、
このメタルバック１００９に高電圧を印加することによ
って、リアプレート１００５との間に高電界を生じさせ
て、電子放出手段から放出された電子を加速して引き付
けるようにしている。

【００９２】そして、このように加速して引き付けた電
子を、メタルバック１００９を介して電子放出部とは反
対側に設けられた蛍光体膜１００８に衝突させること
で、発光体としての蛍光体を励起させて発光させること
により画像を形成させる構成となっている。

【００９３】次に、本実施の形態に係る画像表示装置に
ついて、製造工程を説明しつつ更に詳しく説明する。

【００９４】まず、厚さ２．８ｍｍのソーダライムガラ
スに、フェイスプレート電極１０１１をフェイスプレー
ト１００７とメタルバック１００９との間に設けるべ
く、ＩＴＯの透明導電膜により形成した。

【００９５】なお、フェイスプレート電極１０１１はメ
タルバック１００９と同様に画像領域を覆うように作製
した。

【００９６】また、上記説明の例では、フェイスプレー
ト電極１０１１として、電極部付近を観測者が視認でき
るように、透明導電膜であるＩＴＯにより作製したが、
もちろんこの材料に限定される訳ではない。

【００９７】フェイスプレート電極１０１１を作製した
後に、ガラスペーストおよび黒色顔料を含んだ黒色顔料
ペーストを用い、図１５（ａ）に示すように、縦方向に
幅１００μｍ，ピッチ２８２μｍのストライプを２５５
０本、横方向に幅２００μｍ，ピッチ８４６μｍのスト
ライプを４８０本有するパターンを、縦・横共に２０μ
ｍの厚さでスクリーン印刷法により作製し、黒色部材と
してのブラックマトリクス１０１０とした。

【００９８】なお、本例ではスクリーン印刷法によりブ
ラックマトリクスを作製したが、もちろんこれに限定さ
れるものではなく、たとえばフォトリソグラフィー法を
用いて作製してもよい。

【００９９】また、ブラックマトリクス１０１０の材料
として、ガラスペーストと黒色顔料を含んだ黒色顔料ペ
ーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものでは
なく、たとえばカーボンブラックなどを用いてもよい。

【０１００】さらに、ブラックマトリクス１０１０は、
本例では図１５（ａ）に示すようにマトリクス状に作製
したが、もちろんこれに限定される訳ではなく、図１５
（ｂ）に示すようなストライプ状配列や図１５（ｃ）に
示すようなデルタ状配列やそれ以外の配列であっても良
い。

【０１０１】次に、図１５（ａ）に示すように、ブラッ
クマトリクス１０１０の開口部に、赤色（Ｒ）・青色
（Ｂ）・緑色（Ｇ）の蛍光体ペーストを用いてスクリー
ン印刷法により、３色の蛍光体を１色づつ３回に分けて
厚さおよそ２０μｍで作製した。

【０１０２】なお、本例ではスクリーン印刷法を用いて
蛍光体膜１００８を作製したが、もちろんこれに限定さ
れる訳ではなく、たとえばフォトリソグラフィー法など
により作製しても良い。

【０１０３】また、本例では、蛍光体はＣＲＴの分野で
用いられているＰ２２の蛍光体とし、赤色（Ｐ２２−Ｒ
Ｅ３：Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺）、青色（Ｐ２２−Ｂ２：Ｚｎ
Ｓ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４：ＺｎＳ：Ｃ
ｕ，Ａｌ）のものを用いたが、もちろんこれに限定され
る訳ではなく、その他の蛍光体を用いても良い。

【０１０４】次に、ブラウン管の分野では公知であるフ
ィルミング工程により、樹脂中間膜を作製し、その後に
金属蒸着膜を作製し、最後に樹脂中間層を熱分解除去さ
せる事により厚さ１０００Åのメタルバック１００９を
作製した。

【０１０５】このようにして作製したフェイスプレート
１００７上のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源
１０１５を接続し、メタルバック１００９に別の高圧電
源１０１５を接続した。

【０１０６】このようにして得られたフェイスプレート
１００７を真空チャンバ中でフェイスプレート１００７
よりも十分大きい接地された電極（以後、対向電極と表
記する場合もある）に対向して一定のギャップを開けて
固定した。

【０１０７】そして、メタルバック１００９に高電圧Ｖ
ｂを印加し、フェイスプレート電極１０１１に高電圧Ｖ
ａ＋Ｖｂを印加し、徐々にＶａおよびＶｂを上昇させ
て、メタルバック１００９が剥離もしくは放電を開始し
た際の、メタルバック１００９とリアプレート１００５
との間の電界強度（以後、破壊電界強度と呼ぶ事にす
る。）を求めた。

【０１０８】ただし、ここで電界強度はメタルバック１
００９に印加された電圧を、フェイスプレート１００７
とリアプレート１００５の平均ギャップ距離で割ったも
のとする。

【０１０９】なお、ＶａはＶｂの０．２％とし、一定の
比率で電圧を上昇させていった。

【０１１０】以上による測定の結果、破壊電界強度は
８．２［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図１８の表に示
す）。

【０１１１】このようにして作製したフェイスプレート
１００７を用いて画像表示装置を作製し、駆動したとこ
ろ、メタルバック１００９が剥離することのない信頼性
の高い画像表示装置を得ることが出来た。

【０１１２】次に、本発明の実施の形態に係る画像表示
装置の表示パネルの構成と製造法について、具体的な例
を示して説明する。

【０１１３】図１４は本実施の形態に係る表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切
り欠いて示している。

【０１１４】図中、１００５はリアプレート（外容器
底）、１００６は側壁、１００７はフェイスプレートで
あり、これらリアプレート１００５，側壁１００６およ
びフェイスプレート１００７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。

【０１１５】ここで、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
ように封着する必要があるが、本例では、その一例とし
て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。

【０１１６】なお、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。

【０１１７】上記気密容器の内部は１．３×１０^-4Ｐａ
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って、気密容器内部と外部の気圧
差によるリアプレート１００５およびフェイスプレート
１００７の変形あるいは破壊を防止する手段が必要とな
る。

【０１１８】そこで、リアプレート１００５およびフェ
イスプレート１００７の肉厚を厚くすることによる方法
も考えられるが、そのような方法では画素表示装置の重
量を増加させるのみならず、斜め方向から見たときに画
像のゆがみや視差を生ずる。

【０１１９】これに対し、比較的薄いガラス板からなり
大気圧を支えるための耐大気圧支持構造体（スペーサあ
るいはリブと呼ばれる；不図示）を設けることにより、
マルチビーム電子源が形成された基板１００１と蛍光膜
１００８が形成されたフェイスプレート１００７との間
を、通常サブミリないし数ミリに保つことが可能とな
り、前述したように気密容器内部を高真空に保持し、か
つ変形あるいは破壊を防止することができる。

【０１２０】ここで、スペーサーには以下に示すような
問題が生じる場合がある。

【０１２１】第１に、スペーサの近傍から放出された電
子の一部がスペーサに衝突することにより、あるいはフ
ェイスプレート上の蛍光膜とメタルバックに衝突した電
子が背面散乱されてスペーサに当たることにより、スペ
ーサに帯電が生じる。

【０１２２】このスペーサの帯電により冷陰極素子から
放出された電子はその軌道を曲げられてしまい、蛍光体
上の正規の位置とは異なる場所に到達し、スペーサ近傍
の画像が歪んで表示されてしまう。

【０１２３】第２に、冷陰極素子からの放出電子を加速
するために電子源基板とフェイスプレートとの間には数
千Ｖ以上の高電圧（即ち１ｋＶ／ｍｍ以上の高電界）が
印加されるため、スペーサ表面での沿面放電の発生が懸
念される。

【０１２４】特に、上記のようにスペーサが帯電してい
る場合には、スペーサとカソードとの接合部の電界が強
まるため、放電が誘発される可能性がある。

【０１２５】この問題を解決するために、スペーサに微
少電流を流して帯電を除去する提案がなされており（特
開昭５７−１１８３５５号公報、特開昭６１−１２４０
３１号公報）、そのためスペーサの表面に高抵抗の帯電
防止膜（シート抵抗値が１×１０⁷〜１×１０¹⁴（Ω／
□）の高抵抗膜）が形成される場合がある。

【０１２６】これにより、スペーサの表面の帯電を防止
して、各部の電位を安定させるできる。

【０１２７】ここで、リアプレート１００５には、基板
１００１が固定されているが、この基板１００１上には
表面伝導型放出素子１００２がＮ×Ｍ個形成されてい
る。なお、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ものであるが、本
例においては、Ｎ＝２５５０，Ｍ＝４８０とした。

【０１２８】また、Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、
Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４
により単純マトリクス配線されている。

【０１２９】以上のように、基板１００１，表面伝導型
放出素子１００２，行方向配線１００３および列方向配
線１００４によって構成される部分をマルチ電子ビーム
源と呼ぶ。

【０１３０】ここで、本例においては、気密容器のリア
プレート１００５にマルチ電子ビーム源の基板１００１
を固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１
００１が十分な強度を有するものである場合には、気密
容器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１
００１自体を用いてもよい。

【０１３１】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎ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。

【０１３２】そして、Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビー
ム源の行方向配線１００３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ
電子ビーム源の列方向配線１００４と、Ｈｖはフェイス
プレートのメタルバック１００９と、それぞれ電気的に
接続されている。

【０１３３】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１．３×１０^-5［Ｐａ］
程度の真空度まで排気する。

【０１３４】その後、排気管を封止するが、気密容器内
の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止後
に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形
成する。

【０１３５】ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分と
するゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により
加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着
作用により気密容器内は１．３×１０^-3ないしは１．３
×１０^-5［Ｐａ］の真空度に維持される。

【０１３６】以上、本実施の形態に係る表示パネルの基
本構成と製法について説明した。

【０１３７】次に、上記実施の形態に係る表示パネルに
用いたマルチ電子ビーム源について説明する。

【０１３８】本発明の実施の形態に係る画像表示装置に
用いるマルチ電子ビーム源は、表面伝導型放出素子を単
純マトリクス配線した電子源であれば、表面伝導型放出
素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。

【０１３９】しかしながら、発明者らは、表面伝導型放
出素子の中では、電子放出部もしくはその周辺部を微粒
子膜から形成したものが電子放出特性に優れ、しかも製
造が容易に行えることを見いだしている。

【０１４０】したがって、高輝度で大画面の画像表示装
置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適である
と言える。そこで、上記実施の形態に係る表示パネルに
おいては、電子放出部もしくはその周辺部を微粒子膜か
ら形成した表面伝導型放出素子を用いた。

【０１４１】次に、上記第１の実施の形態とは異なる様
々な実施の形態について、順に説明する。以下に示す各
実施の形態では、上記第１の実施の形態と、各電極部の
電位を規定するための構成が異なる場合について示して
いる。

【０１４２】その他の基本的な構成等については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は適宜省略する。

【０１４３】以下に示す実施の形態では、各電極（フェ
イスプレート電極，メタルバック，リアプレート）の電
位を、各電極間の抵抗値によって規定しており、まず、
このように規定することについて説明する。

【０１４４】各電極間には、「静電容量成分」と「抵抗
成分」が存在し、図２に示すような等価回路で表すこと
ができる。

【０１４５】このような等価回路でスイッチをＯＮにす
ると、各電極間にはスイッチをＯＮにした瞬間は各電極
間の静電容量の比により分割された電圧がかかる。

【０１４６】その後、静電容量が充電されていくに伴っ
て、ある時定数τで、各電極間の電圧は各電極間の抵抗
の比により分割された電圧に漸近していく。

【０１４７】以上のように、抵抗値により規定されると
いうことは、電圧が十分に飽和した後（少なくとも時定
数τの５倍以上）において、各電極の電圧の比が、各電
極間の抵抗値の比にほぼ等しい（±１０％以内）ことを
いうものとする。

【０１４８】また、上記の抵抗値を決める要素として
は、内部抵抗と外部抵抗があり、これらについて説明す
る。

【０１４９】まず、内部抵抗とは、フェイスプレート，
リアプレート，側壁および大気圧支持構造などの、画像
表示装置を形成するための部材及びその表面抵抗から構
成されるものを指すものとする。

【０１５０】一方、外部抵抗とは、内部抵抗以外の抵抗
成分を指し、例えば、上記のような部材以外に接続する
抵抗器などにより構成されるものを指すものとする。

【０１５１】（第２の実施の形態）図４および図５を参
照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。

【０１５２】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１５３】ここで、ブラックマトリクス１０１０に使
用した材料について、フェイスプレート１００７の蛍光
体とブラックマトリクス１０１０で構成されるスクリー
ン部分（単に「スクリーン部分」と記述する場合もあ
る。）の抵抗値を低くするために、黒色顔料だけではな
く導電性材料としてカーボンブラックも混入した。

【０１５４】なお、本実施の形態ではブラックマトリク
ス１０１０の材料にカーボンブラックを混入したが、も
ちろんこれに限定される訳ではなく、銀の微粒子など導
電性を持つ物を混入しても良い。

【０１５５】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源１
０１５を接続し、メタルバック１００９とリアプレート
１００５に対して、それぞれ引出配線１０１３，１０１
４を設け、両者を外部抵抗１０１６を介して接続した。

【０１５６】ここで、作製したフェイスプレート１００
７のスクリーン部の抵抗値を測定するために、フェイス
プレート電極１０１１とメタルバック１００９に電圧を
印加して、Ｉ−Ｖ特性を評価した。

【０１５７】その結果、スクリーン部の抵抗値は１．６
×１０⁴［Ω］であった。

【０１５８】次に、メタルバック１００９と対向電極の
間に１．０×１０⁷［Ω］の外部抵抗１０１６を接続
し、作製したフェイスプレート１００７と対向電極を真
空チャンバ中で一定の距離にて固定し、フェイスプレー
ト電極１０１１に電圧を印加した。

【０１５９】ここで、フェイスプレート１００７に１０
ｋＶの電圧を印加した時の、フェイスプレート電極１０
１１とメタルバック１００９の間の電圧Ｖａと、メタル
バック１００９と対向電極の間の電圧Ｖｂの経時変化を
図５に示す。

【０１６０】ここで、飽和時のフェイスプレート電極１
０１１とメタルバック１００９の間の電圧Ｖａは１６
［Ｖ］、メタルバック１００９とリアプレート１００５
の間の電圧Ｖｂは９９８４［Ｖ］であった。

【０１６１】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、６．６［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図１
８の表に示す）。

【０１６２】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製して駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０１６３】（第３の実施の形態）図６を参照して、本
発明の第３の実施の形態について説明する。

【０１６４】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１６５】そして、作製したフェイスプレート１００
７のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源１０１５
を接続し、フェイスプレート電極１０１１とメタルバッ
ク１００９に対してそれぞれ引出配線１０１２，１０１
３を設け、両者を１．０×１０⁵［Ω］の外部抵抗１０
１６を介して接続した。

【０１６６】次に、メタルバック１００９と対向電極の
間に不図示の大気圧支持構造（スペーサと表記する場合
もある。）を介してフェイスプレート１００７の対向電
極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定し、メタルバ
ック１００９と対向電極の間の抵抗値をスクリーン部の
抵抗値と同様にして測定したところ、３．５×１０
⁷［Ω］であった。

【０１６７】次に、フェイスプレート電極１０１１に１
０ｋＶの電圧を印加し、飽和時の電圧を測定したとこ
ろ、Ｖａは２９［Ｖ］、Ｖｂは９９７１［Ｖ］であっ
た。

【０１６８】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、１１．８［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図
１８の表に示す）。

【０１６９】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０１７０】（第４の実施の形態）図７を参照して、本
発明の第４の実施の形態について説明する。

【０１７１】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１７２】そして、作製したフェイスプレート１００
７のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源１０１５
を接続し、フェイスプレート電極１０１１とメタルバッ
ク１００９に対してそれぞれ引出配線１０１２，１０１
３を設け、両者を７．７×１０⁵［Ω］の外部抵抗１０
１６を介して接続した。

【０１７３】次に、メタルバック１００９と対向電極の
間に２．０×１０⁸［Ω］の外部抵抗１０１６を接続
し、作製したフェイスプレート１００７と対向電極を真
空チャンバ中で一定の距離にて固定し、フェイスプレー
ト電極１０１１に１０ｋＶの電圧を印加して飽和時の電
圧を測定したところ、Ｖａは３８［Ｖ］、Ｖｂは９９６
２［Ｖ］であった。

【０１７４】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、１５．０［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図
１８の表に示す）。

【０１７５】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０１７６】（第５の実施の形態）図８を参照して、本
発明の第５の実施の形態について説明する。

【０１７７】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１７８】ここで、ブラックマトリクス１０１０に使
用した材料について、スクリーン部分の抵抗値を低くす
るために、黒色顔料だけではなく導電性材料としてカー
ボンブラックも混入した。

【０１７９】なお、本実施の形態ではブラックマトリク
ス１０１０の材料にカーボンブラックを混入したが、も
ちろんこれに限定される訳ではなく、銀の微粒子など導
電性を持つ物を混入しても良い。

【０１８０】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源１
０１５を接続し、メタルバック１００９とリアプレート
１００５に対して、それぞれ引出配線１０１３，１０１
４を設け、両者を外部抵抗１０１６を介して接続した。

【０１８１】ここで、作製したフェイスプレート１００
７のスクリーン部の抵抗値を測定したところ、スクリー
ン部の抵抗値は８．１×１０⁴［Ω］であった。

【０１８２】次に、メタルバック１００９と対向電極の
間に不図示の大気圧支持構造（スペーサと表記する場合
もある。）を介してフェイスプレート１００７と対向電
極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定し、メタルバ
ック１００９と対向電極の間の抵抗値をスクリーン部の
抵抗値と同様にして測定したところ、３．５×１０
⁷［Ω］であった。

【０１８３】次に、フェイスプレート電極１０１１に１
０ｋＶの電圧を印加し、飽和時の電圧を測定したとこ
ろ、Ｖａは２３［Ｖ］、Ｖｂは９９７７［Ｖ］であっ
た。

【０１８４】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、９．５［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図１
８の表に示す）。

【０１８５】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０１８６】（第６の実施の形態）図９を参照して、本
発明の第６の実施の形態について説明する。

【０１８７】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１８８】ここで、ブラックマトリクス１０１０に使
用した材料について、スクリーン部分の抵抗値を低くす
るために、黒色顔料だけではなく導電性材料としてカー
ボンブラックも混入した。

【０１８９】なお、本実施の形態ではブラックマトリク
ス１０１０の材料にカーボンブラックを混入したが、も
ちろんこれに限定される訳ではなく、銀の微粒子など導
電性を持つ物を混入しても良い。

【０１９０】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のスクリーン部の抵抗値を測定したところ、ス
クリーン部の抵抗値は１．６×１０⁵［Ω］であった。

【０１９１】そして、上記のように作製したフェイスプ
レート１００７のメタルバック１００９に高圧電源１０
１５を接続し、フェイスプレート電極１０１１に引出配
線１０１２を設け、接地電位との間に４．０×１０
⁷［Ω］の外部抵抗１０１６を接続し、作製したフェイ
スプレート１００７と対向電極を真空チャンバ中で一定
の距離にて固定して、フェイスプレート電極１０１１に
１０ｋＶの電圧を印加し飽和時の電圧を測定したとこ
ろ、Ｖａは４０［Ｖ］、Ｖｂは１００００［Ｖ］であっ
た。

【０１９２】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、１５．３［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図
１８の表に示す）。

【０１９３】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０１９４】（第７の実施の形態）図１０を参照して、
本発明の第７の実施の形態について説明する。

【０１９５】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０１９６】そして、作製したフェイスプレート１００
７のメタルバック１００９に高圧電源１０１５を接続
し、フェイスプレート電極１０１１とメタルバック１０
０９に対して、それぞれ引出電線１０１２，１０１４を
設け、両者を５．０×１０⁴［Ω］の外部抵抗１０１６
を介して接続した。

【０１９７】また、フェイスプレート１００７の画像領
域外には接地電位に規定した電極１０１７が設けられて
おり、フェイスプレート電極１０１１に対して高抵抗膜
１０１８を介して接続されている。

【０１９８】ここで、高抵抗膜の材質は、所定のシート
抵抗値（１×１０⁷〜１×１０¹⁴（Ω／□））が得ら
れ、十分な安定性を有するものであれば特に限定されな
い。例えばグラファイト微粒子を適当な密度で分散させ
た膜が適用できる。

【０１９９】そして、フェイスプレート電極１０１１と
接地電位との間の抵抗値を測定したところ、４．４×１
０⁷［Ω］であった。

【０２００】次に、作製したフェイスプレート１００７
と対向電極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定し、
フェイスプレート電極１０１１に１０ｋＶの電圧を印加
し飽和時の電圧を測定したところ、Ｖａは１１［Ｖ］、
Ｖｂは１００００［Ｖ］であった。

【０２０１】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、４．６［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図１
８の表に示す）。

【０２０２】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０２０３】（第８の実施の形態）図１１を参照して、
本発明の第８の実施の形態について説明する。

【０２０４】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０２０５】そして、作製したフェイスプレート１００
７のフェイスプレート電極１０１１に高圧電源１０１５
を接続し、フェイスプレート電極１０１１とメタルバッ
ク１００９に対して、それぞれ引出配線１０１２，１０
１３を設け、両者を１．０×１０⁵［Ω］の外部抵抗１
０１６を介して接続した。

【０２０６】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のメタルバック１００９に高圧電源１０１５を
接続し、また、フェイスプレート電極１０１１に引出配
線１０１２を設けて、接地電位との間に３．０×１０⁷
［Ω］の外部抵抗１０１６を介して接続した。

【０２０７】そして、作製したフェイスプレート１００
７と対向電極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定
し、フェイスプレート電極１０１１に１０ｋＶの電圧を
印加して飽和時の電圧を測定したところ、Ｖａは３３
［Ｖ］、Ｖｂは１００００［Ｖ］であった。

【０２０８】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、１３．６［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図
１８の表に示す）。

【０２０９】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０２１０】（第９の実施の形態）図１２を参照して、
本発明の第９の実施の形態について説明する。

【０２１１】まず、上記第１の実施の形態の場合と同様
にして、フェイスプレート電極１０１１，ブラックマト
リクス１０１０，蛍光体膜１００８およびメタルバック
１００９を作製した。

【０２１２】ここで、ブラックマトリクス１０１０に使
用した材料について、スクリーン部分の抵抗値を低くす
るために、黒色顔料だけではなく導電性材料としてカー
ボンブラックも混入した。

【０２１３】なお、本実施の形態ではブラックマトリク
ス１０１０の材料にカーボンブラックを混入したが、も
ちろんこれに限定される訳ではなく、銀の微粒子など導
電性を持つ物を混入しても良い。

【０２１４】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のスクリーン部の抵抗値を測定したところ、ス
クリーン部の抵抗値は１．６×１０⁵［Ω］であった。

【０２１５】また、フェイスプレート１００７の画像領
域外には接地電位に規定した電極１０１７が設けられて
おり、フェイスプレート電極１０１１に対して高抵抗膜
１０１８を介して接続されている。

【０２１６】ここで、高抵抗膜の材質は、所定のシート
抵抗値（１×１０⁷〜１×１０¹⁴（Ω／□））が得ら
れ、十分な安定性を有するものであれば特に限定されな
い。例えばグラファイト微粒子を適当な密度で分散させ
た膜が適用できる。

【０２１７】そして、フェイスプレート電極１０１１と
接地電位との間の抵抗値を測定したところ、４．４×１
０⁷［Ω］であった。

【０２１８】次に、作製したフェイスプレート１００７
の対向電極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定し、
フェイスプレート電極１０１１に１０ｋＶの電圧を印加
し飽和時の電圧を測定したところ、Ｖａは３７［Ｖ］、
Ｖｂは１００００［Ｖ］であった。

【０２１９】次に、フェイスプレート電極１０１１に印
加する電圧を徐々に上昇させて、破壊電界強度を測定し
たところ、１５．１［ｋＶ／ｍｍ］であった（結果を図
１８の表に示す）。

【０２２０】本実施の形態に係るフェイスプレート１０
０７と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマル
チ電子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて
画像表示装置を作製し、駆動したところ、メタルバック
１００９が剥離する事のない信頼性の高い画像表示装置
を得る事が出来た。

【０２２１】（比較例）上記各実施の形態と従来技術と
を比較するために、図１３に示す比較例について説明す
る。

【０２２２】上記第１の実施の形態と同様の厚さ２．８
ｍｍのソーダライムガラスに、フェイスプレート電極１
０１１を作製せずに、第１の実施の形態と同様にブラッ
クマトリクス１０１０および蛍光体膜１００８をスクリ
ーン印刷法により作製した。

【０２２３】次に、メタルバック１００９に引出配線１
０１４を設け、高圧電源１０１５を接続した。

【０２２４】そして、作製したフェイスプレート１００
７と対向電極を真空チャンバ中で一定の距離にて固定
し、メタルバック１００９に印加する電圧を徐々に上昇
させて、破壊電界強度を測定したところ、３．５［ｋＶ
／ｍｍ］であった（結果を図１８の表に示す）。

【０２２５】本比較例に係るフェイスプレート１００７
と上記第１の実施の形態で用いたものと同様のマルチ電
子ビーム源を備えたリアプレート１００５を用いて画像
表示装置を作製し、駆動したところ、上記各実施の形態
と比較して、クーロン引力によりメタルバック１００９
が剥がれて画素抜けが生じたり、放電が頻発したりな
ど、耐久性および信頼性が各実施の形態に比べ劣った。

【０２２６】ここで、各電極の電位の相違等に基づくク
ーロン引力等に関して、上述した図２の等価回路を参照
しつつ、さらに詳しく説明する。

【０２２７】図２に示すように、フェイスプレート電極
とメタルバックとの間の電圧をＶａ，静電容量をＣａ，
平均厚さをＨａ，働くクーロン力をＦａとし、また、メ
タルバックとリアプレートとの間の電圧をＶｂ，静電容
量をＣｂ，平均厚さをＨｂ，働くクーロン力をＦｂとお
く。

【０２２８】すると、それぞれに働くクーロン力は、Ｆａ＝Ｑａ×Ｅａ＝ＣａＶａ²／ＨａＦｂ＝Ｑｂ×Ｅｂ＝ＣｂＶｂ²／Ｈｂとなる。ここで、Ｑａ，Ｑｂはそれぞれの容量に充電さ
れた電荷量であり、Ｅａ，Ｅｂはそれぞれの間の電界を
示すものである。

【０２２９】ここで、メタルバックがリアプレート方向
にかかる引力は、Ｆｂ−Ｆａとなる。

【０２３０】従って、Ｆａが０よりも大きく、大きけれ
ば大きいほど、メタルバックがリアプレートに引き寄せ
られる力を実効的に小さくすることができ、ＦａがＦｂ
よりも大きいと、メタルバックがリアプレートに引き寄
せられる力は０よりも小さくなるため、メタルバックが
リアプレートに引き寄せられる力がかからなくなること
になる。

【０２３１】以上から、Ｆａが大きいほど良く、特に、｜Ｖａ｜＞｜Ｖｂ｜√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）を満たせば、メタルバックとリアプレートとの間のクー
ロン力を実効的に０にし、メタルバックの剥離を低減で
きることが分かる。

【０２３２】これらに関して、より具体的に上記各実施
の形態に対応して、以下に説明する。

【０２３３】上記各実施の形態に係る画像表示装置につ
いて、フェイスプレート電極１０１１とメタルバック１
００９との間の静電容量Ｃａと、メタルバック１００９
と対向電極との間の静電容量Ｃｂを測定したところ、い
ずれの画像表示装置もＣａが０．８［μＦ］、Ｃｂが
１．１［ｐＦ］であった。

【０２３４】これより、√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）を計
算すると、３．７×１０^-3であった。

【０２３５】これを用いて、Ｖｂに対するＶａの領域を
次の２つに分ける。０＜｜Ｖａ｜＜｜Ｖｂ｜√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）
＝３．７Ｖｂ｜Ｖａ｜≧｜Ｖｂ｜√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）＝
３．７Ｖｂ

【０２３６】以上の分類を上記各実施の形態についてそ
れぞれ行ない、その結果についても、図１８の表図に示
した。

【０２３７】なお、上記各実施の形態においては、大気
圧支持構造を有する場合と有しない場合があったが、特
に大気圧支持構造の有無によって本発明の内容が限定さ
れる物ではない。

【０２３８】たとえば大気圧支持構造の記述がない実施
の形態においても大気圧支持構造を用いても良いし、大
気圧支持構造の記述があっても必要がなければ大気圧支
持構造を用いずとも良い。

【０２３９】肝要な事は、各電極間の抵抗値の比であ
り、それを決定付ける構成については、本実施の形態に
挙げた物に限定される物ではない。

【０２４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第２電
極を備えたので、第１電極と第２電極との間にクーロン
引力を発生させて、第１電極が電子放出部方向にクーロ
ン引力によって引っ張られる力を緩和することができる
ため、第１電極の剥がれを防止して、画素抜けや放電を
防止することができ、耐久性が向上し、安定した画像表
示が可能となり品質性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の模式
的断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る画像表示装置につい
てＲＣ回路に近似させた等価回路図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置
の電圧の経時変化図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態に係る画像表示装置
の模式的断面図である。

【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る画像表示装
置の模式的断面図である。

【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る画像表示装
置の模式的断面図である。

【図１２】本発明の第９の実施の形態に係る画像表示装
置の模式的断面図である。

【図１３】比較例に係る画像表示装置の模式的断面図で
ある。

【図１４】本発明の実施の形態に係る画像表示装置の表
示パネルの一部を切り欠いた斜視図である。

【図１５】ブラックマトリクスの配列図である。

【図１６】表面伝導型電子放出素子をマトリクスは緯線
接続した模式図である。

【図１７】従来技術に係る画像表示装置の表示パネルの
一部を切り欠いた斜視図である。

【図１８】本発明の各実施の形態における画像表示装置
の電圧比と破壊電界強度の関係を示す表図である。

【符号の説明】

１００１基板１００２表面伝導型放出素子１００３行方向配線１００４列方向配線１００５リアプレート１００７フェイスプレート１００８蛍光体膜１００９メタルバック１０１０ブラックマトリクス１０１１フェイスプレート電極１０１２，１０１３，１０１４引出配線１０１５高圧電源１０１６外部抵抗１０１７電極１０１８高抵抗膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低電位に設定された電子放出部で発生する
電子を加速して引き付けるために高電位となるように高
電圧が印加される第１電極と、前記第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に設け
られ、前記加速された電子が衝突されて発光する発光体
と、前記第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に設け
られ、該第１電極の電位とは異なる電位となるように電
圧が印加される第２電極と、を備えたことを特徴とする
画像表示装置。
【請求項２】フェイスプレートと、該フェイスプレート
に対向して設けられたリアプレートと、を備え、前記フェイスプレート上に前記発光体，第１電極および
第２電極を設けると共に、前記リアプレート上に電子放出手段を設けることを特徴
とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記第２電極は、透明電極であることを特
徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記第２電極は、画像表示領域を全て覆う
ように設けられることを特徴とする請求項１，２または
３に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記第２電極は、前記フェイスプレートの
表面に形成されることを特徴とする請求項２，３または
４に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記第１電極は、前記発光体の膜上にフィ
ルミング工程により形成された金属膜により構成される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の
画像表示装置。
【請求項７】前記第１電極と第２電極には、各々異なる
電源が接続されて、それぞれ異なる電位に規定されるこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画
像表示装置。
【請求項８】前記第２電極のみに高圧電源が接続される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の
画像表示装置。
【請求項９】前記第２電極の電位は、第１電極の電位よ
りも高く設定されることを特徴とする請求項８に記載の
画像表示装置。
【請求項１０】前記第１電極，第２電極およびリアプレ
ートの電位を、それぞれの間の抵抗値によって規定する
ことを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記第１電極と第２電極との間、あるい
は、第１電極とリアプレートとの間の少なくともいずれ
か一方に、外部抵抗が接続されることを特徴とする請求
項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】前記第１電極と第２電極との間の内部抵
抗と、第１電極とリアプレートとの間の内部抵抗との比
によって、前記第２電極および第１電極の電位が規定さ
れることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装
置。
【請求項１３】前記第１電極のみに高圧電源が接続され
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載
の画像表示装置。
【請求項１４】前記第２電極の電位は、第１電極の電位
よりも低く設定されることを特徴とする請求項１３に記
載の画像表示装置。
【請求項１５】前記第２電極の電位は、該第２電極と第
１電極及び第２電極とリアプレートとの間の抵抗値の比
によって規定されることを特徴とする請求項１４に記載
の画像表示装置。
【請求項１６】前記第１電極と第２電極との間、あるい
は、第２電極とリアプレートとの間の少なくともいずれ
か一方に、外部抵抗が接続されることを特徴とする請求
項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】前記第１電極と第２電極との間の内部抵
抗と、第２電極とリアプレートとの間の内部抵抗との比
によって、前記第２電極および第１電極の電位が規定さ
れることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装
置。
【請求項１８】前記リアプレートは、接地されることを
特徴とする請求項１１または１６に記載の画像表示装
置。
【請求項１９】前記フェイスプレートに、接地電位に規
定された電位規定電極を設けると共に、前記第２電極と電位規定電極を高抵抗膜で接続すること
を特徴とする請求項２〜１８のいずれか一つに記載の画
像表示装置。
【請求項２０】前記高抵抗膜のシート抵抗値は１×１０
⁷〜１×１０¹⁴（Ω／□）であることを特徴とする請求
項１９に記載の画像表示装置。
【請求項２１】装置内部を真空状態に維持すると共に、
大気圧による変形を防止するために耐大気圧支持構造体
を設け、かつ、該耐大気圧支持構造体に高抵抗膜を形成
することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一つに
記載の画像表示装置。
【請求項２２】前記高抵抗膜のシート抵抗値は１×１０
⁷〜１×１０¹⁴（Ω／□）であることを特徴とする請求
項２１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】前記フェイスプレートに外光を吸収させ
るための黒色部材を設けると共に、該黒色部材を形成す
る材料に導電性材料を混入させることを特徴とする請求
項２〜２２のいずれか一つに記載の画像表示装置。
【請求項２４】前記導電性材料は、カーボンブラックも
しくは金属微粒子であることを特徴とする請求項２３に
記載の画像表示装置。
【請求項２５】前記第１電極と第２電極との間の電位差
をＶａ，静電容量をＣａ，平均厚さをＨａとし、第１電
極とリアプレートとの間の電位差をＶｂ，静電容量をＣ
ｂ，ギャップの平均距離をＨｂとした場合に、｜Ｖａ｜＞｜Ｖｂ｜√（ＣｂＨａ／ＣａＨｂ）を満たすことを特徴とする請求項２〜２４のいずれか一
つに記載の画像表示装置。
【請求項２６】陰極線管構造をとることを特徴とする請
求項１〜２５のいずれか一つに記載の画像表示装置。
【請求項２７】前記電子放出手段は、マトリクス状に配
線された電子放出素子であることを特徴とする請求項２
〜２６のいずれか一つに記載の画像表示装置。
【請求項２８】前記電子放出素子は、表面伝導型電子放
出素子であることを特徴とする請求項２７に記載の画像
表示装置。
【請求項２９】低電位に設定された電子放出部で発生す
る電子を加速して引き付けるために高電位となるように
高電圧が印加される第１電極と、該第１電極を介して前
記電子放出部とは反対側に設けられ、前記加速された電
子が衝突されて発光する発光体と、を備えた画像表示装
置の駆動方法において、前記第１電極を介して前記電子放出部とは反対側に第２
電極を設け、該第２電極に対して前記第１電極よりも高
い電圧を印加することを特徴とする画像表示装置の駆動
方法。