JP2002367540A

JP2002367540A - 画像表示装置

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Publication number: JP2002367540A
Application number: JP2001169738A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Onishi; 智也大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビーム源を収容する気密容器のフェイス
プレートおよびリアプレートを支持するように気密容器
内に大気圧支持部材が配置された画像表示装置で、大気
圧支持部材の表面の電位分布をフェイスプレートおよび
リアプレートの平行な方向から乱すような要因が存在し
ても、大気圧支持部材の表面において、電子ビームの軌
道を曲げないような電位分布とし、また電界集中しない
ような電位分布とすることによって放電を抑制する。【解決手段】フェイスプレート１００７およびリアプ
レート１００５を支持するスペーサ１２０１を、画像表
示領域Ｄに対応するＡ領域１２０５、電位規定電極１１
０６に対応するＣ領域１２０７、Ａ領域１２０５とＣ領
域１２０７の間のＢ領域１２０６に分け、Ｂ領域１２０
６の表面抵抗値を、Ａ領域１２０５およびＢ領域１２０
６のそれぞれの表面抵抗値よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィールドエミッ
ションディスプレイ（ＦＥＤ）など、電子線を利用した
画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラウン管（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。また、画像表示装置の大判化に伴
い、その装置の薄型化、軽量化、および低コスト化が重
要な課題となっている。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
上の蛍光体を励起するため、装置の大判化を行うと原理
的に奥行きが必要となり、薄型で軽量のものを提供する
ことが困難である。本発明者はこのような問題を解決し
得る画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子、お
よびこの表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置
について研究を行ってきた。

【０００３】具体的には、本発明者は、例えば図１４に
示すように電気的な配線によるマルチ電子ビーム源の応
用を試みてきた。図１４は、表面伝導型の電子放出素子
をマトリクス配線して構成されたマルチ電子ビーム源を
示す図である。図１４に示されるマルチ電子ビーム源３
０３２は、表面伝導型の電子放出素子３００２を２次元
的に多数配列し、これらの電子放出素子３００２を行方
向配線３００３および列方向配線３００４によって単純
マトリクス状に配線して構成されている。図１４では、
電子放出素子３００２が模式的に示されており、行方向
に隣り合う２つの電子放出素子３００２が配線抵抗３０
０３ａを介して電気的に接続され、列方向に隣り合う２
つの電子放出素子３００２が配線抵抗３００４ａを介し
て電気的に接続されている。おな、図１４では、図示の
便宜上、６×６のマトリクスでマルチ電子ビーム源３０
３２を示しているが、マトリクスの規模はもちろんこれ
に限定されず、所望の画像表示を行うのに足りるだけの
電子放出素子３００２が配列され、配線される。

【０００４】図１５は、電子線装置を適用した従来の平
面型の画像表示装置における表示パネル部の一例を示す
斜視図であり、表示パネル部の内部構造を示すためにそ
のパネルの一部を破断して示している。この画像表示装
置は、マルチ電子ビーム源を用いた陰極線管の構造を有
している。

【０００５】従来の平面型の画像表示装置における表示
パネル部では、図１５に示されるようにリアプレート４
００５の表面に基板４００１が取り付けられている。リ
アプレート４００５の表面の縁部には、その縁部に沿っ
て側壁４００６が接合されている。側壁４００６の、リ
アプレート４００５側と反対側の面には、リアプレート
４００５と互いに対向するフェイスプレート４００７が
接合されている。フェイスプレート４００７、側壁４０
０６、およびリアプレート４００５から、表示パネルの
内部を真空に維持するために密閉された、表示パネルの
気密容器（外囲器）４０３１が構成されており、フェイ
スプレート４００７、側壁４００６およびリアプレート
４００５がそれぞれ、気密容器４０３１の壁部となって
いる。

【０００６】リアプレート４００５に固定された基板４
００１上には、冷陰極素子４００２がマトリクス状にＮ
×Ｍ個形成されている。ＮおよびＭは２以上の正の整数
であり、ＮおよびＭの値は、目的とする表示画素数に応
じて適宜設定される。また、Ｎ×Ｍ個の冷陰極素子４０
０２は、図１５に示されるとおり、Ｍ本の行方向配線４
００３とＮ本の列方向配線４００４により配線されてい
る。これら基板４００１、冷陰極素子４００２、行方向
配線４００３および列方向配線４００４によってマルチ
電子ビーム源４０３２が構成されている。行方向配線４
００３および列方向配線４００４の、少なくとも互いの
交差する部分には、配線同士の間に絶縁層（不図示）が
形成されており、その交差する部分では、行方向配線４
００３と列方向配線４００４とが電気的に絶縁された状
態が保たれている。

【０００７】フェイスプレート４００７のリアプレート
４００５側の下面には、蛍光体からなる蛍光膜４１０３
が形成されており、その蛍光膜４１０３は、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍光体（不図示）がそれ
ぞれ塗り分けられて構成されたものとなっている。ま
た、蛍光膜４１０３を構成する上記の各色蛍光体の間に
は黒色体（不図示）が形成され、蛍光膜４１０３のリア
プレート４００５側の面には、Ａｌなどからなるメタル
バック４１０２が形成されている。このメタルバック４
１０２は、冷陰極素子４００２から放出された電子を制
御する制御電極として用いられており、メタルバック４
１０２によって、冷陰極素子４００２から放出された電
子を加速させるために電子に作用させる加速電圧がその
電子に印加される。

【０００８】側壁４００６には、表示パネルの行方向配
線４００３、列方向配線４００４およびメタルバック４
１０２を表示パネル外部の不図示の電気回路と電気的に
接続するための、気密構造の電気接続用の端子Ｄx1〜Ｄ
xm，Ｄy1〜Ｄynおよび高圧端子Ｈvが取り付けられてい
る。これらの端子は、側壁４００６から気密容器４０３
１の外部に突出している。端子Ｄx1〜Ｄxmはそれぞれ、
端子Ｄx1〜Ｄxmのそれぞれに対応する行方向配線４００
３と電気的に接続され、端子Ｄy1〜Ｄynはそれぞれ、端
子Ｄy1〜Ｄynのそれぞれに対応する列方向配線４００４
と電気的に接続され、高圧端子Ｈvはメタルバック４１
０２と電気的に接続されている。また、高圧端子Ｈvは
高圧電源４４０１と電気的に接続されており、蛍光膜４
１０３およびメタルバック４１０２には高圧電源４４０
１からの高電圧が高圧端子Ｈvを通して印加されてい
る。メタルバック４１０２が、気密容器４０３１内でア
ノード電極を構成している。

【０００９】上記のように表面伝導型放出素子としての
冷陰極素子４００２を単純マトリクス配線したマルチ電
子ビーム源４０３２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４００３および列方向配線４
００４に適宜の電気信号を印加する。例えば、冷陰極素
子４００２のマトリクス中、任意の１行の冷陰極素子４
００２を駆動するには、選択する行の行方向配線４００
３には選択電圧Ｖsを印加し、それと同時に非選択の行
の行方向配線４００３には非選択電圧Ｖnsを印加する。
これと同期して列方向配線４００４に電子ビームを出力
するための駆動電圧Ｖeを印加する。この方法によれ
ば、選択する行の冷陰極素子４００２には、Ｖe−Ｖsの
電圧が印加され、また非選択行の冷陰極素子４００２に
はＶe−Ｖnsの電圧が印加される。Ｖe，Ｖs，Ｖnsを適
宜の大きさの電圧にすれば、選択する行の冷陰極素子４
００２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４００３の各々に異なる駆動電圧Ｖeを印
加すれば、選択する行の冷陰極素子４００２の各々か
ら、異なる強度の電子ビームが出力される。また、冷陰
極素子４００２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。

【００１０】上記のような電圧の印加によりマルチ電子
ビーム源４０３２から出力された電子ビームは、高圧電
源４４０１から高電圧Ｖaが加速電圧として印加されて
いるメタルバック４１０２に照射され、蛍光膜４１０３
の、ターゲットである蛍光体を励起して発光させる。し
たがって、例えば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加
すれば、図１５に示した電子線装置が画像表示装置とな
る。

【００１１】また、この画像表示装置では、メタルバッ
ク４１０２に高電圧（この高電圧を加速電圧もしくはア
ノード電圧とも表記する）を印加することによってリア
プレート４００５とフェイスプレート４００７の間に電
界が生じる。そして、その電界によって、電子ビーム源
から放出された電子が加速され、加速された電子がメタ
ルバック４１０２に照射される。これにより、上述した
ように蛍光膜４１０３の蛍光体が励起されて発光し、表
示パネルの表示面に画像が形成される。ここで、画像表
示装置の輝度は、メタルバック４１０２に印加される加
速電圧に大きく依存するため、表示画像の高輝度化を図
るためにはその加速電圧を高くする必要がある。また、
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４００７の距離を小さ
くしなければならない。このことより、薄型の画像表示
装置ではリアプレート４００５とフェイスプレート４０
０７の間にかなり高い電界が生じることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した画像表示パネ
ルでは、気密容器４０３１内を１×１０^-4［Ｐａ］程度
の高真空に保持しなければならないので、フェイスプレ
ート４００７およびリアプレート４００５には大気圧が
かかることになる。ここで、薄型で大判の画像表示装置
を得るためには、気密容器４０３１内に大気圧支持部材
をスペーサとして設け、画像表示パネルに大気圧支持構
造を持たせることがある。そのような大気圧支持部材と
しては、円柱状や薄い板状のものが用いられる。

【００１３】ここで、スペーサには次のような問題点が
挙げられる。まず第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当たることにより、あるいは
放出電子の作用でイオン化したイオンがスペーサに付着
することにより、スペーサの帯電を引き起こす可能性が
ある。このスペーサの帯電によって、冷陰極素子から放
出された電子はその軌道を曲げられ、蛍光体上の正規な
位置とは異なる場所に到達し、スペーサの近傍で表示画
像が歪んで表示される。

【００１４】第２に、冷陰極素子からの放出電子を加速
するためにマルチ電子ビーム源とフェイスプレートとの
間には数百Ｖ以上の高電圧（すなわち１ｋＶ／ｍｍ以上
の高電界）が印加されるため、スペーサの表面での沿面
放電が懸念される。特に、上記のようにスペーサが帯電
している場合には、放電が誘発される可能性がある。

【００１５】この問題点を解決するために、スペーサに
微小電流が流れるようにして帯電を除去する提案がなさ
れている（特開昭５７−１１８３５５号公報、特開昭６
１−１２４０３１号公報）。そこでは、絶縁性のスペー
サの表面に高抵抗薄膜を形成することにより、スペーサ
の表面に微小電流が流れるようにしている。このように
微小電流が流れることにより、高抵抗膜の表面抵抗値で
電圧が降下し、電位が規定される。

【００１６】ここで、気密容器内に配置されるスペーサ
において、電子ビームの軌道が曲げられないためには、
フェイスプレートとリアプレートの間に生じる電界をひ
ずませない（乱さない）こと、ならびに電子ビーム源の
近傍の電界はいずれも均一であることが必要となる。こ
の時、フェイスプレートとリアプレートの間で生じる電
界は、フェイスプレートならびにリアプレートに略平行
な分布となる。

【００１７】図１６は、上述した画像表示装置において
スペーサの表面に流れる微小電流による電位規定を示す
模式図である。図１６では、気密容器を構成しているフ
ェイスプレート５００７およびリアプレート５００５を
支持する板状のスペーサ５２０１がそれらのプレートの
間に挟み込まれている。スペーサ５２０１の表面抵抗値
が均質かつ等方的であり、スペーサ５２０１の、フェイ
スプレート５００７およびリアプレート５００５に当接
する部分の電位が、それらのプレートの電位と等しいな
らば、図１６に示されるようにスペーサ５２０１の表面
にはフェイスプレート５００７およびリアプレート５０
０５に対して略垂直な方向（フェイスプレート５００７
およびリアプレート５００５の法線方向）に電流Ａが流
れ、そのため電位分布Ｅはフェイスプレート５００７お
よびリアプレート５００５と略平行となる。しかしなが
ら、スペーサ５２０１にかかる電位を上記のような電位
分布から乱すような要因が存在すると、電位分布の乱れ
により電子ビームの軌道を曲げる、放電を誘発するとい
うことが問題となる。

【００１８】図１７は、スペーサ５２０１の表面がフェ
イスプレート５００７の電極に接触することにより生じ
た電位分布の歪みを示す模式図である。

【００１９】上記のような要因としては、例えば図１７
に示すようにスペーサ５２０１が、フェイスプレート５
００７上に形成されたアノード電極５１０４からはみ出
しており、アノード電位とは異なる電位が規定されてい
る電極５１０６に接触しているような構成においては、
スペーサ５２０１の表面においてアノード電極５１０４
の周辺領域の電位分布はフェイスプレート５００７およ
びリアプレート５００５に平行な電位分布（等電位線
Ｅ）から乱れ、図１７に示すように電界が集中する放電
誘発に作用する乱れＣや、画像表示領域Ｂ内の電子ビー
ムの曲げに作用する乱れＤを形成してしまう。

【００２０】さらに、スペーサの帯電による電子ビーム
の軌道に対する影響を小さくするために、スペーサの表
面に微小な凹凸やストライプ状の凹凸を設けることがあ
るが、スペーサにこのような構造を設けると、その表面
に高抵抗膜を設けた際に抵抗値の異方性が生じる場合が
ある。スペーサの高抵抗膜は、例えば気相法のスパッタ
ー、真空蒸着や液相法のディップ法・スプレー法などに
より形成されるが、スペーサの表面形状が均一でない
と、作製される高抵抗膜の膜厚や膜質も均一にならない
ことが多い。そのため、スペーサの表面抵抗値に異方性
が生じることがある。ここで、表面抵抗値の異方性と
は、図１８に示すようにスペーサ５２０１においてフェ
イスプレート５００７およびリアプレート５００５と平
行な矢印Ｗ方向（以下ではスペーサ５２０１の長辺方向
ともいう）と、フェイスプレート５００７およびリアプ
レート５００５に対して垂直な矢印Ｈ方向すなわちそれ
らのプレートの法線方向（以下ではスペーサ５２０１の
短辺方向ともいう）のそれぞれで測定した際に得られる
表面抵抗値が異なることを指す。

【００２１】このようにスペーサが表面抵抗値の異方性
を有している一例について図１９を参照して説明する。
図１９に示される例では、スペーサ５２０１が表面抵抗
値の異方性を有している。図１９に示すように、アノー
ド電位と異なる電位が規定されている電極５１０６に接
触している領域内のスペーサ５２０１の高抵抗膜に表面
抵抗値の異方性が存在すると、電位分布に新たな乱れが
生じると共に、やはり電界が集中する放電誘発に作用す
る乱れＣ’や、画像表示領域内の電子ビームの曲げに作
用する乱れＤ’を形成してしまう。これは、スペーサ５
２０１の表面を流れる微小電流が、主に表面抵抗値の低
い方向に集中して流れた後に高抵抗な部分を流れるが、
低抵抗な方向には微小電流による電圧降下が小さくなる
ために電位勾配が小さく、高抵抗な方向に電位勾配が大
きくなるためと考えられる。

【００２２】図２０は、スペーサ５２０１の表面に設け
られた電極による電位分布の歪みを示す模式図である。
例えば図２０に示すように、スペーサ５２０１の電位分
布を制御し、それにより電子ビームの軌道を制御するこ
とを目的として、スペーサ５２０１の表面に形成された
電極５２０３を用いる際に、その電極５２０３の電位規
定を行うための引き出し電極５２０４は、その近傍の電
位分布を乱してしまう（図２０における電位分布の歪み
Ｆ）。

【００２３】上述したような要因により、スペーサの表
面の電位分布がフェイスプレートならびにリアプレート
と略平行でなくなると、まず第１に、電子ビームの軌道
を曲げることが問題となり、第２に、電界集中する部分
が生じると放電しやすくなることが問題となる。

【００２４】そこで、本発明の目的は、スペーサの表面
の電位分布をフェイスプレートおよびリアプレートの平
行な方向から乱すような要因が存在しても、スペーサの
表面において、電子ビームの軌道を曲げないような電位
分布とし、また電界集中しないような電位分布とするこ
とによって放電を抑制することで、品質および信頼性が
向上した画像表示装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子ビーム源が設けられたリアプレート
と、前記電子ビーム源からの電子ビームの照射により発
光する発光部材、および該発光部材を前記電子ビーム源
よりも高い電位に規定するアノード電極が形成されたフ
ェイスプレートと、前記電子ビーム源を収容する気密容
器を前記リアプレートおよびフェイスプレートと共に構
成するように、間隔をおいて互いに対向する前記リアプ
レートとフェイスプレートの縁部同士を接合する側壁
と、前記電子ビーム源および前記アノード電極の各々に
電気的に接続されるように前記気密容器内に配置されて
前記リアプレートおよびフェイスプレートを支持し、少
なくとも表面が導電性を有する大気圧支持部材とを有
し、前記発光部材が設けられた領域によって画像表示領
域が規定されている画像表示装置において、前記気密容
器内の前記画像表示領域以外の領域に設けられて前記大
気圧支持部材に電気的に接続され、前記アノードと前記
電子ビーム源の間に形成される、前記フェイスプレート
およびリアプレートに平行な電位分布を乱す電位に規定
された電位規定部材を有し、前記大気圧支持部材におけ
る前記電位規定部材と前記画像表示領域の間の部分での
表面抵抗値が、前記大気圧支持部材において前記画像表
示領域に対応する部分での表面抵抗値よりも大きいこと
を特徴とする。

【００２６】上記の発明では、電位分布を乱す電位規定
部材を有する画像表示装置で、大気圧支持部材における
電位規定部材と画像表示領域の間の部分での表面抵抗値
が、大気圧支持部材において画像表示領域に対応する部
分の表面抵抗値よりも大きくなっていることによって、
高抵抗な領域に電位を歪ませる要因が生じても、流れる
電流は画像表示領域内の低抵抗な領域に流れる電流に対
して小さくなるために、低抵抗な領域ではその影響が小
さくなる。したがって、電子ビーム源に影響を及ぼす領
域では電子ビームの軌道が歪まず、また放電に至るよう
な電界集中が起こらない、好適な電位分布を得ることが
できる。ここで、電位分布を乱す電位規定部材と画像表
示領域との間における大気圧支持部材の高抵抗な領域の
大きさは、大気圧支持部材の表面での電位分布の概容に
影響を及ぼすことのできる大きさとし、その高抵抗な領
域の概ね１辺を大気圧支持部材の高さ（フェイスプレー
トとリアプレートの距離）の１／１０以上とする。

【００２７】また、前記大気圧支持部材は、高抵抗膜を
有することで表面に導電性を有していることが好まし
い。この場合、前記大気圧支持部材の高抵抗膜の表面抵
抗値は、１０¹⁴[Ω／□]以下であることが好ましい。

【００２８】上記のように、大気圧支持部材に設けられ
た高抵抗膜の表面抵抗値が１０¹⁴[Ω／□]以下であるこ
とにより、大気圧支持部材の表面が帯電することを防ぐ
ことができる。

【００２９】さらに、前記電位規定部材が前記大気圧支
持部材上に設けられた電極であり、該電極における前記
フェイスプレートおよびリアプレートの法線方向の長さ
をＬy、前記電極における前記フェイスプレートおよび
リアプレートと平行な方向の長さをＬxとしたときに、
前記電極が、Ｌy ＞Ｌx となる部分を有していることが好ましい。

【００３０】上記のように、大気圧支持部材上に電位規
定部材として設けられた電極の、フェイスプレートおよ
びリアプレートの法線方向および平行な方向の長さＬ
y，Ｌxについて、その電極がＬy＞Ｌxとなる部分を有し
ていることにより、大気圧支持部材での高さ方向（短辺
方向）の所望の位置にその電極を介して所望の電位を印
加することができる。それにより所望の電位分布とする
ことができるため、電子ビームの軌道をずらさないこと
や、電界集中しないようにして、放電する確率を減じる
ことが容易となる。また、そのような電位規定部材を設
けた際も、上述したような大気圧支持部材の表面抵抗値
を規定する構成にすることにより、電位規定部材により
影響が及ぼされる領域を限定することができる。

【００３１】さらに、前記電位規定部材の表面抵抗値が
１０⁶[Ω／□]以下であることが好ましく、このように
電位規定部材の表面抵抗値を設定することにより、電位
規定部材に所望の電位を与えることができる。

【００３２】さらに、前記電位規定部材は、前記大気圧
支持部材を前記リアプレートまたはフェイスプレートに
固定する導電性部材、あるいは前記大気圧支持部材を前
記リアプレートまたはフェイスプレートに接着して固定
する導電性接着剤であってもよい。

【００３３】さらに、前記大気圧支持部材は前記フェイ
スプレートまたはリアプレートと平行な方向と前記フェ
イスプレートまたはリアプレートの法線方向で表面抵抗
値に異方性が存在する領域を有していてもよい。この場
合、前記大気圧支持部材は、微小な凹凸が存在する領域
を表面に有し、該領域の表面抵抗値には前記フェイスプ
レートおよびリアプレートと平行な方向と前記フェイス
プレートおよびリアプレートの法線方向で異方性が存在
することが好ましい。あるいは、前記大気圧支持部材
は、前記フェイスプレートまたはリアプレートと平行な
方向に延びるストライプ状の凹部と凸部を表面に有し、
該凹部および凸部の表面抵抗値には前記フェイスプレー
トおよびリアプレートと平行な方向と前記フェイスプレ
ートおよびリアプレートの法線方向で異方性が存在する
ことが好ましい。

【００３４】さらに、前記大気圧支持部材における前記
画像表示領域に対応する部分で前記フェイスプレートお
よびリアプレートと平行な方向に測定した表面抵抗値を
Ｒx1[Ω／□]、前記大気圧支持部材における前記電位規
定部材と前記画像表示領域の間の部分で前記フェイスプ
レートおよびリアプレートと平行な方向に測定した表面
抵抗値をＲx2[Ω／□]、前記大気圧支持部材における前
記電位規定部材と前記画像表示領域の間の部分で前記フ
ェイスプレートおよびリアプレートの法線方向に測定し
た表面抵抗値をＲy2[Ω／□]としたときに、Ｒx2／Ｒx1 ＞０．１×Ｒy2／Ｒx2 の関係を満たしていることが好ましい。

【００３５】上記のように大気圧支持部材の表面抵抗値
Ｒx1[Ω／□]，Ｒy1[Ω／□]，Ｒx2[Ω／□]に関して、
Ｒx1／Ｒx2＞０．１×Ｒy1／Ｒx1の関係を満たしている
ことにより、大気圧支持部材において画像表示領域に対
応する部分、すなわち表面抵抗値が低い部分から、電位
分布を乱す電位規定部材に向かって高抵抗な領域を越え
て流れる電流の量を、大気圧支持部材において表面抵抗
値が低い画像表示領域の電位分布に影響を及ぼさない程
度にすることができ、良好な電位分布を得ることができ
る。

【００３６】さらに前記大気圧支持部材は、前記気密容
器内において前記アノード電極によって高圧の電位が印
加されているアノード領域からその外の領域にまで延び
ていることが好ましい。

【００３７】さらに具体的には、前記電子ビーム源が、
前記リアプレート上にマトリクス状に配置された複数の
冷陰極素子を有しており、この場合、前記電子ビーム源
の冷陰極素子として電界放出素子または表面伝導型電子
放出素子を用いることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３９】以下に図面を参照して、本発明の好適な実
施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実
施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、
その相対的な配置などは、特に特定的な記載がない場合
は、本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。

【００４０】（第１の実施の形態）図１は、本発明が適
用される第１の実施形態の画像表示装置の表示パネルを
示す斜視図である。本実施形態の画像表示装置は、電子
放出素子を有する電子線装置を適用して構成されたもの
であり、図１では、表示パネル部の内部構造を示すため
にその表示パネルの一部を破断して示している。以下
に、本発明が適用され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。

【００４１】図１に示される画像表示装置の表示パネル
では、リアプレート１００５の表面の縁部には、その縁
部に沿って側壁（枠）１００６が接合されている。側壁
１００６の、リアプレート１００５側と反対側の面に
は、リアプレート１００５と互いに対向するフェイスプ
レート１００７が接合されている。したがって、間隔を
おいて互いに対向するリアプレート１００５とフェイス
プレート１００７の縁部同士が側壁１００６を介して接
合されている。フェイスプレート１００７、側壁１００
６およびリアプレート１００５から、表示パネルの内部
を真空に維持するために密閉された、表示パネルの気密
容器（外囲器）１０３１が構成されており、フェイスプ
レート１００７、側壁１００６およびリアプレート１０
０５のそれぞれが、気密容器１０３１の壁部となってい
る。

【００４２】気密容器１０３１を組み立てる際には、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に
各部材を封着する必要がある。例えば、リアプレート１
００５と側壁１００６との接合部、および側壁１００６
とフェイスプレート１００７との接合部にフリットガラ
スを塗布し、大気中あるいはＡｒ、窒素などの不活性ガ
ス中で、摂氏４００度〜５００度で１０分以上焼成する
ことにより、それぞれの構成部品が互いに接着され、こ
れにより、気密容器１０３１の内部が封止されている。
気密容器１０３１内を真空に排気する方法については後
述する。

【００４３】気密容器１０３１の内部は１０^-4[Ｐａ]程
度の真空に保持されるので、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１０３１の内部と外部
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。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ためにそれら
のプレートを厚くする方法は、画像表示装置の重量を増
加させるのみならず、表示面を斜め方向から見たときに
画像のゆがみや視差を生ずる。これに対して本実施形態
では、比較的薄いガラス板からなるスペーサ（リブとも
呼ばれる）１２０１が、リアプレート１００５およびフ
ェイスプレート１００７を支えるためにそれらのプレー
トの間に大気圧支持部材として設けられている。これに
より、後述のようにマルチ電子ビーム源１０３２が形成
されたリアプレート１００５と、蛍光膜１１０１などが
後述のように形成されたフェイスプレート１００７との
間は、通常、サブミリ〜数ミリに保たれ、前述したよう
に気密容器１０３１内が高真空に保持された状態で、大
気圧や不意の衝撃など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が防止
されている。

【００４４】リアプレート１００５上には、冷陰極素子
１００２がマトリクス状にＮ×Ｍ個形成されている。Ｎ
およびＭは２以上の正の整数であり、ＮおよびＭの値
は、表示パネルに必要とされる表示画素数に応じて適宜
設定される。本実施形態においては、Ｎ＝１４４０，Ｍ
＝４８０とした。これらのＮ×Ｍ個の冷陰極素子１００
２は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１
００４により単純マトリクス配線されている。これら冷
陰極素子１００２、行方向配線１００３、および列方向
配線１００４によってマルチ電子ビーム源１０３２が構
成されており、マルチ電子ビーム源１０３２が気密容器
１０３１内に収容されている。

【００４５】また、図１に示すようにフェイスプレート
１００７のリアプレート１００５側の下面には、電子線
被照射部として蛍光膜１１０１が形成されている。本実
施形態の画像表示装置はカラー表示装置であるため、蛍
光膜１１０１の部分は、ブラウン管（ＣＲＴ）の分野で
用いられる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の蛍
光体が発光部材として塗り分けられて構成されたもので
ある。蛍光膜１１０１の蛍光体は、マルチ電子ビーム源
１０３２から放出された電子ビームの照射により発光す
る。

【００４６】蛍光膜１１０１のリアプレート１００５側
の面には、ＣＲＴの分野では公知の、Ａｌからなるメタ
ルバックとしてアノード電極１１０４が形成されてい
る。アノード電極１１０４を設けた目的は、蛍光膜１１
０１が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上さ
せることや、負イオンの衝突から蛍光膜１１０１を保護
することや、電子ビームを加速させる電圧を印加するた
めの電極として作用させることや、蛍光膜１１０１を、
励起した電子の導電路として作用させることなどがあ
る。従って、アノード電極１１０４は、蛍光膜１１０１
をマルチ電子ビーム源１０３２よりも高い電位に規定し
ている。また、アノード電極１１０４は、冷陰極素子１
００２から放出された電子を制御する制御電極としても
用いられており、アノード電極１１０４によって、冷陰
極素子１００２から放出された電子を加速させるために
電子に作用させる加速電圧がその電子に印加される。

【００４７】側壁１００６には、表示パネルの行方向配
線１００３、列方向配線１００４およびメタルバック１
００９を表示パネル外部の不図示の電気回路と電気的に
接続するための、気密構造の電気接続用の端子Ｄx1〜Ｄ
xm，Ｄy1〜Ｄynおよび高圧端子Ｈvが取り付けられてい
る。これらの端子は、側壁１００６から気密容器１０３
１の外部に突出している。端子Ｄx1〜Ｄxmはそれぞれ、
端子Ｄx1〜Ｄxmのそれぞれに対応する行方向配線１００
３と電気的に接続され、端子Ｄy1〜Ｄynはそれぞれ、端
子Ｄy1〜Ｄynのそれぞれに対応する列方向配線１００４
と電気的に接続され、端子Ｈvはアノード電極１１０４
と電気的に接続されている。

【００４８】気密容器１０３１内を空気を排気して気密
容器１０３１内を真空状態するには、気密容器１０３１
を組み立てた後に、気密容器１０３１に備えられた不図
示の排気管と真空ポンプとを接続し、その真空ポンプを
駆動して気密容器１０３１内の空気を１０^-5[Ｐａ]程度
の真空度まで排気する。その後、気密容器１０３１の排
気管を封止するが、気密容器１０３１内の真空度を維持
するために、封止する直前あるいは封止後に気密容器１
３１内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成す
る。ゲッター膜は、例えばＢａを主成分とするゲッター
材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着し
て形成された膜であり、そのゲッター膜の吸着作用によ
り気密容器１３１内の圧力は１×１０^-3〜１×１０
^-5[Ｐａ]の真空度に維持される。

【００４９】次に、表示パネルで用いたマルチ電子ビー
ム源１０３２について説明する。

【００５０】マルチ電子ビーム源１０３２は、複数の冷
陰極素子を単純マトリクス配列もしくははしご型配置し
た電子源であればよく、冷陰極素子の材料や形状あるい
は製法に特に制限はない。したがって、冷陰極素子１０
０２として、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型
素子（以下では、ＦＥ型素子とも称する）、あるいは金
属／絶縁層／金属型放出素子（以下では、ＭＩＭ型素子
とも称する）などを用いることができる。本実施形態で
は、製造の容易性から表面電導型放出素子を用いた。

【００５１】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。す
なわち、ＦＥ型素子ではエミッタコーンとゲート電極の
相対位置や形状が電子放出特性を大きく左右するため、
極めて高精度の製造技術を必要とするが、これは表示画
面の大面積化や製造コストの低減を達成するには不利な
要因となる。また、ＭＩＭ型素子では、絶縁層と上電極
の膜厚を薄くして、しかも均一にする必要があるが、こ
れも表示画面の大面積化や製造コストの低減を達成する
には不利な要因となる。その点、表面伝導型放出素子
は、製造方法が比較的単純なため、表示画面の大面積化
や製造コストの低減が容易である。また、本発明者は、
表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくはその
周辺部を微粒子膜によって形成したものがとりわけ電子
放出特性に優れ、しかも製造を容易に行えることを見い
だしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示装
置のマルチ電子ビーム源で用いるには、表面伝導型放出
素子が最も好適であると言える。そこで、本実施形態の
表示パネルにおいては、電子放出部もしくはその周辺部
を微粒子膜によって形成した表面伝導型放出素子を冷陰
極素子１００２として用いた。なお、マルチ電子ビーム
源の作製方法については省略した。

【００５２】図２は、図１に示した画像表示装置をスペ
ーサ１２０１近傍の部分で図１のＢ−Ｂ’線に沿ってス
ペーサ１２０１の長辺方向に破断した模式的断面図であ
る。フェイスプレート１００７には、アノード電極１１
０４と電位規定電極１１０６が設けられ、アノード電極
１１０４には高圧電源１４０１より加速電圧Ｖaが印加
されている。また、電位規定電極１１０６はＧＮＤ電位
に接続されており、そのＧＮＤ電位に規定されている。
よって、電位規定電極１１０６は、アノード電極１１０
４とマルチ電子ビーム源１０３２の間に形成される、フ
ェイスプレート１００７およびリアプレート１００５に
平行な電位分布を乱す電位に規定されている。図２に示
される画像形成領域Ｄは、画像表示装置において蛍光膜
１１０１が形成された領域すなわち蛍光体形成領域によ
って規定されている。

【００５３】スペーサ１２０１はアノード電極１１０４
の外側まで延長されており、アノード電極１１０４およ
び電位規定電極１１０６のそれぞれに接触して電気的に
接続されている。すなわち、スペーサ１２０１は、気密
容器１０３１内においてアノード電極１１０４によって
高圧の電位が印加されているアノード領域からその外の
領域まで延びている。また、スペーサ１２０１には、後
述する高抵抗膜（帯電防止膜と表記する場合もある）が
設けられており、スペーサ１２０１は、Ａ領域１２０
５、Ｂ領域１２０６、およびＣ領域１２０７を含む大き
く３つの領域に分けられている。スペーサ１２０１の各
領域の表面抵抗値はそれぞれ異なっており、領域の境界
部で表面抵抗値が大きく変化している。図２に示す例で
は、スペーサ１２０１において、表示パネルの画像表示
領域Ｄに対応する部分がＡ領域１２０５、電位規定電極
１１０６に対応する部分がＣ領域１２０７、Ａ領域１２
０５とＣ領域１２０７の間の部分がＢ領域１２０６とな
っている。具体的には、それぞれの領域の表面抵抗値を
測定したところ、Ａ領域１２０５は２×１０¹¹[Ω／
□]、Ｂ領域１２０６は５×１０¹³[Ω／□]、Ｃ領域１
２０７は３×１０¹¹[Ω／□]である。

【００５４】一方、電位規定電極１１０６の表面抵抗値
は１０⁶[Ω／□]以下であることが好ましく、このよう
に電位規定電極１１０６の表面抵抗値を設定することに
より、電位規定電極１１０６に所望の電位を与えること
ができる。

【００５５】本実施形態では、スペーサ１２０１の表面
抵抗値は各領域において以上のようであったが、もちろ
んこれに限定されるものではなく、また、各領域の境界
部についても図２の例の構成に限定されない。より具体
的に説明すると、Ｂ領域１２０６の表面抵抗値がＡ領域
１２０５よりも実質的に大きく、その上さらに好ましく
はＢ領域１２０６の表面抵抗値がＣ領域１２０７の表面
抵抗値よりも大きいことによって本発明の要件が満たさ
れる。すなわち、スペーサ１２０１において画像表示領
域Ｄに対応する部分と電位規定電極１１０６に対応する
部分との間の部分の表面抵抗値が、スペーサ１２０１に
おける画像表示領域Ｄに対応する部分の表面抵抗値より
大きければよい。

【００５６】表面抵抗値の異なるＡ領域１２０５とＢ領
域１２０６の境界は必ずしも、蛍光体形成部端部で規定
される画像表示領域Ｄの境界に対応している必要はな
い。スペーサ１２０１において電位規定電極１１０６と
画像表示領域Ｄの間に対応した領域の表面抵抗値が、ス
ペーサ１２０１における画像表示領域Ｄの表面抵抗値よ
りも大きければ十分である。よって、例えば図３（ａ）
に示すように、Ａ領域１２０５とＢ領域１２０６の境界
についてはＡ領域１２０５が電位規定電極１１０６側に
向かって画像表示領域Ｄの外側にまで延びていてもよ
い。また、Ｂ領域１２０６とＣ領域１２０７の境界につ
いても同様に、図３（ａ）に示すようにＣ領域１２０７
が画像表示領域Ｄ側に向かって電位規定電極１１０６の
外側にまで延びていてもよい。

【００５７】また、図３（ｂ）に示すように、図３
（ａ）の場合とは逆にＢ領域１２０６の一端部が画像表
示領域Ｄ内に多少延びていてもよい。Ｂ領域１２０６と
Ｃ領域１２０７の境界についても同様に、図３（ｂ）に
示すようにＢ領域１２０６の他端部が電位規定電極１１
０６の画像表示領域Ｄ側の端面よりも画像表示領域Ｄか
ら離れる方向へと延びていてもよい。また、本実施形態
ではスペーサ１２０１において長辺方向の片側の端部に
のみ、このような表面抵抗値の異なる領域を設けたが、
もちろん反対側の端部にも同様な構成を設けることが好
ましい。

【００５８】このようにスペーサ１２０１の表面を上記
のような表面抵抗値の領域に分けることにより、スペー
サ１２０１がフェイスプレート１００７の電位規定電極
１１０６に接触していても、その接触によって電位の分
布に影響を受けるのは、Ｂ領域１２０６およびＣ領域１
２０７であり、Ａ領域１２０５の電位分布にはほとんど
影響がない。また、Ｃ領域１２０７はＢ領域１２０６に
よって、高圧電位のかかる部分から分断されているの
で、電位規定電極１１０６とほぼ等しい電位が分布する
ことになる。これらのことによって、図４に示すよう
に、冷陰極素子１００２の存在するＡ領域１２０５の電
位は、等電位線Ｅから分かるようにアノード電極１１０
４およびリアプレート１００５のそれぞれと平行な電位
分布となる。このようなＡ領域１２０５の電位分布は、
電子ビームの軌道を歪ませることはなく、また、電位規
定電極１１０６近傍などで電界集中が発生することがな
いので、画像表示パネルの耐圧を向上させることができ
る。

【００５９】図２や図３に示した構成のスペーサ１２０
１を有する画像表示装置を加速電圧Ｖa＝１０ｋＶで駆
動したところ、放電は観測されず、電子ビームの着弾位
置のずれによる画像の劣化も見られない、良好な画像表
示装置を得ることができた。

【００６０】次に、表示パネルに用いたフェイスプレー
ト１００７の構成と製造方法について、具体的な例を示
して説明する。図５は、フェイスプレート１００７にお
いて蛍光体の配列を模式的に示した平面図である。

【００６１】フェイスプレート１００７用の基板として
は、例えばソーダライムガラス、Ｎａなどの不純物の含
有量を減じたガラス、アルカリ土類金属を成分に含んで
電気絶縁性を高めたガラス（例えば旭硝子株式会社製の
ＰＤ２００）などのガラスを用いることができるが、本
実施形態では旭硝子株式会社製のＰＤ２００を用いた。
そのＰＤ２００の基板を洗浄してから乾燥させた後に、
ガラスペーストおよび黒色顔料および銀粒子を含有した
ペーストを用い、表示パネルの画像表示領域に対応する
領域内に、図５（ａ）のようにマトリクス状のブラック
マトリクス１１０３ａをスクリーン印刷法で形成した。
また、それと同時に電位規定電極１１０６をブラックマ
トリクスの１１０３ａの外側に、断面図が図２および図
３になるように形成した。ブラックマトリクス１１０３
ａは、蛍光体の混色防止や、電子ビームが多少ずれても
色ずれを起こさないようにするためや、外光を吸収して
画像のコントラストを向上させるためなどの理由で設け
られる。

【００６２】本実施形態ではスクリーン印刷法によりブ
ラックマトリクス１１０３ａを形成したが、もちろんこ
れに限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフ
ィー法を用いて形成してもよい。また、ブラックマトリ
クス１１０３ａの材料として、ガラスペーストと黒色顔
料および銀粒子を含んだペーストを用いたが、もちろん
これに限定されるものではなく、例えばカーボンブラッ
クなどを用いてもよい。また、図５（ａ）に示される例
ではブラックマトリクス１１０３ａがマトリクス状に形
成されているが、もちろんこれに限定される訳ではな
く、図５（ｂ）のようなデルタ状配列のブラックマトリ
クス１１０３ｂや、不図示のストライプ状配列の黒色
体、あるいはそれら以外の配列の黒色体がフェイスプレ
ート１００７上に形成されていてもよい。

【００６３】次に、図５（ａ）に示すようにブラックマ
トリクス１１０３ａの開口部に、赤色、青色、緑色の蛍
光体ペーストを用いてスクリーン印刷法によって３色の
蛍光体を１色づつ３回に分けて形成した。本実施形態で
はスクリーン印刷法を用いて蛍光膜１１０１を形成した
が、もちろんこれに限定される訳ではなく、例えばフォ
トリソグラフィー法などにより形成してもよい。また、
蛍光体としては、ＣＲＴの分野で用いられているP22の
蛍光体を用い、赤色（P22-RE3；Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅ
ｕ³⁺）、青色（P22-B2；ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ）、緑色
（P22-GN4；ＺｎＳ：Ｃｕ，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
光体を用いてもよい。

【００６４】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、フェイスプレート１００７上の
蛍光体の表面やブラックマトリクスの表面に樹脂中間膜
を作製し、その後、樹脂中間膜の表面に金属蒸着膜を作
製する。最後に樹脂中間層を熱分解して除去することに
よって厚さ１０００Åのアノード電極１１０４をメタル
バックとしてフェイスプレート１００７上に作製した。

【００６５】このようにして作製したフェイスプレート
１００７のアノード電極１１０４を高圧電源１４０１に
接続した。また、電位規定電極１１０６をＧＮＤ電位に
接続した。

【００６６】次に、表示パネルで用いたスペーサ１２０
１の構成と製造方法について、具体的な例を示して説明
する。

【００６７】図６は図１のＡ−Ａ’線断面図である。図
６に示すようにスペーサ１２０１は、帯板状の絶縁性部
材１２１２の表面全体に、帯電防止を目的とした高抵抗
膜１２０８を成膜し、絶縁性部材１２１２の短辺方向の
一端部で高抵抗膜１２０８の表面に電極１２１０を、ま
た絶縁性部材１２１２の短辺方向の他端部で高抵抗膜１
２０８の表面に電極１２０９をそれぞれ、低抵抗膜を成
膜することにより形成してなるものである。スペーサ１
２０１は、その表層に高抵抗膜１２０８を有することで
表面に導電性を有している。電極１２１０がフェイスプ
レート１００７の内側のアノード電極１１０４に接着さ
れ、電極１２０９が、リアプレート１００５上に絶縁層
１３０３を介して形成された行方向配線１００３に接着
されている。したがって、電極１２１０が、絶縁性部材
１２１２上の高抵抗膜１２０８においてアノード電極１
１０４に面する端面、およびその端面周囲の側面に形成
され、また電極１２０９が、高抵抗膜１２０８において
リアプレート１００５の表面（行方向配線１００３また
は列方向配線１００４）に面する端面、およびその端面
周囲の側面に形成されている。

【００６８】このスペーサ１２０１は、上述したような
その目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔
をおいて気密容器１０３１内に配置されており、各スペ
ーサ１２０１は、フェイスプレート１００７およびリア
プレート１００５のそれぞれの内側面に固定されてい
る。図６に示される例では、高抵抗膜１２０８が、絶縁
性部材１２１２の表面全体に形成されているが、必ずし
も絶縁性部材１２１２の表面全体に形成されていなくと
もよい。絶縁性部材１２１２の表面が気密容器１０３１
内の真空中で露出しないように高抵抗膜１２０８が電極
１２０９および１２１０とは異なる位置に形成されてい
ればよい。この高抵抗膜１２０８は、電極１２１０を介
してフェイスプレート１００７の内側（アノード電極１
０１４など）と電気的に接続され、また、電極１２０９
を介してリアプレート１００５の表面（行方向配線１０
０３または列方向配線１００４）と電気的に接続され
る。ここで説明する形態においては、スペーサ１２０１
は、その形状を薄板状とし、行方向配線１００３に平行
に配置されるとともに、行方向配線１００３と電気的に
接続されている。

【００６９】スペーサ１２０１は、リアプレート１００
５上の行方向配線１００３および列方向配線１００４
と、フェイスプレート１００７内面のアノード電極１１
０４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１２０１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。

【００７０】スペーサ１２０１の絶縁性部材１２１２の
材料としては、例えば石英ガラス、Ｎａなどの不純物含
有量を減少させたガラス、アルカリ土類金属を成分に含
んで電気絶縁性を高めたガラス（旭硝子株式会社製のＰ
Ｄ２００など）、ソーダライムガラス、アルミナなどの
セラミックス部材などが挙げられる。なお、絶縁性部材
１２１２は、その熱膨張率が気密容器１０３１を成す部
材と近いものであることが好ましく、本実施形態では旭
硝子株式会社製のＰＤ２００を用いた。

【００７１】スペーサ１２０１を構成する高抵抗膜１２
０８には、高電位側のフェイスプレート１００７（アノ
ード電極１０１４など）に印加される加速電圧Ｖaに対
しての帯電防止膜となる高抵抗膜１２０８の抵抗値Ｒｓ
で除した電流が流される。そこで、その抵抗値Ｒｓすな
わちスペーサの抵抗値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。帯電防止の観点から
は、高抵抗膜１２０８の表面抵抗値Ｒ［Ω／□］は１０
¹⁴Ω／□以下であることが好ましい。高抵抗膜１２０８
の表面抵抗値Ｒ［Ω／□］が１０¹⁴Ω／□よりも大きく
なると、スペーサ１２０１の表面の帯電を防ぐことが困
難になる。十分な帯電防止効果を得るためには１０¹³Ω
／□以下であることがさらに好ましい。高抵抗膜１２０
８の表面抵抗値の下限は、スペーサ１２０１の形状と、
スペーサ１２０１の短辺方向両端の間に印加される電圧
により左右されるが、１０⁷Ω／□以上であることが好
ましい。

【００７２】絶縁性部材１２１２上に形成された帯電防
止膜としての高抵抗膜１２０８の厚みｔは１０ｎｍ〜１
μｍの範囲内にあることが望ましい。材料の表面エネル
ギーや、基板との密着性、絶縁性部材１２１２の温度に
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、抵抗値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。従って、高抵抗膜１２０８の膜厚は５０〜５
００ｎｍであることが望ましい。高抵抗膜１２０８の比
抵抗をσとし、高抵抗膜１２０８の膜厚をｔとすると、
高抵抗膜１２０８の表面抵抗値Ｒ［Ω／□］はσ／ｔで
あり、以上で述べたＲとｔの好ましい範囲から、高抵抗
膜１２０８の比抵抗σは１０［Ωｃｍ］〜１０¹⁰［Ωｃ
ｍ］であることが好ましい。さらに、高抵抗膜１２０８
の表面抵抗値と膜厚のより好ましい範囲を実現するため
には、比抵抗σは１０⁴〜１０⁸Ωｃｍとするのがよい。

【００７３】帯電防止特性を有する高抵抗膜１２０８の
材料としては、例えば金属酸化物を用いることができ
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。その理由としては、これらの
酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子
１００２から放出された電子がスペーサ１２０１に当た
った場合においてもスペーサ１２０１が帯電しにくため
と考えられる。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出
効率が小さく、高抵抗膜１２０８の材料として好まし
い。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、非晶質
カーボンを高抵抗膜１２０８の材料として用いることで
スペーサ１２０１の抵抗値を所望の値に制御しやすい。

【００７４】帯電防止特性を有する高抵抗膜１２０８の
他の材料としては、ゲルマニウム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って良伝導体
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、この、ゲルマニウムと遷移金
属合金の窒化物は、画像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。遷移金属元素と
してはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｗなどが挙げられる。

【００７５】高抵抗膜１２０８として形成する合金窒化
膜は、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
シスト蒸着法などの薄膜形成方法により絶縁性部材１２
１２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。高抵抗膜１２０８
としてカーボン膜を作製する際には、蒸着法、スパッタ
法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法を用いることができ、
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。

【００７６】本実施形態では、これらのうち高抵抗膜１
２０８の材料として、スパッタ法により作製したゲルマ
ニウムとタングステンの合金窒化物を用いた。また、Ａ
領域１２０５、Ｂ領域１２０６、Ｃ領域１２０７の各高
抵抗膜は３回に分けて成膜を行い、各領域の表面抵抗値
をそれぞれ制御した。Ａ領域１２０５内の高抵抗膜１２
０８の成膜条件は全圧１．５Ｐａ、Ａｒの流量を５０ｓ
ｃｃｍ、Ｎ₂の流量を５ｓｃｃｍ、Ｗターゲットに対す
る投入高周波電力を１８０Ｗ、Ｇｅターゲットに対する
投入高周波電力を６００Ｗとした。Ｂ領域１２０６内の
高抵抗膜１２０８の成膜条件は、上記のＡ領域１２０５
の条件のうちＷの投入高周波電力を１６０Ｗとし、その
他の条件はＡ領域１２０５と同等とした。また、Ｃ領域
１２０７の成膜は、Ａ領域１２０５と同等の条件で行っ
た。

【００７７】本実施形態では上記３つの領域に対してそ
れぞれ成膜を行うことで高抵抗膜１２０８を形成した
が、もちろんそれに限定される訳ではなく、例えば全て
の領域に抵抗値の比較的高い膜を成膜し、その後、Ａ領
域１２０５およびＣ領域１２０７のみに、抵抗値の比較
的低い膜を成膜することにより、両隣よりも抵抗値の高
いＢ領域１２０６を形成することができる。また、上述
のとおり、高抵抗膜１２０８において表面抵抗値の異な
る各領域の境界部は必ずしも画像表示領域Ｄ、電位規定
電極１１０６の端面と一致している必要はない。つま
り、Ａ，Ｂ，Ｃの各領域で高抵抗膜１２０８の表面抵抗
値を異ならせることは、電位規定電極１１０６と画像表
示領域Ｄの間でのスペーサ１２０１の表面抵抗値を画像
表示領域Ｄ内の表面抵抗値よりも大きくする１手段であ
って、Ｂ領域１２０６によって電位規定電極１１０６と
画像表示領域Ｄとの間の領域が定義される訳ではない。

【００７８】また、スペーサ１２０１を構成する電極１
２１０，１２０９は、スペーサ１２０１を高電位側のフ
ェイスプレート１００７（アノード電極１０１４など）
および低電位側のリアプレート１００５（配線１００
３，１００４など）に電気的に接続するために設けられ
たものである。よって、電極１２１０，１２０９の材料
としては、高抵抗膜１２０８に比べて十分に低い抵抗値
を有するものを選択すればよく、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｂなどの金属また
は合金、あるいはＰｂ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｂ−
Ａｇなどの金属や金属酸化物とガラスなどから構成され
る印刷導体、さらにはＩｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂などの透明導
体およびポリシリコンなどの半導体材料などより適宜選
択される。本実施形態では、スパッタ法によって、Ｔｉ
膜（下引き層；２００オングストローム）およびＰｔ膜
（８００オングストローム）からなる低抵抗膜を成膜す
ることで、電極１２０９，１２１０を作製した。

【００７９】以上で説明したように本実施形態では、電
位分布を乱す電位規定電極１１０６を有する画像表示装
置で、スペーサ１２０１における電位規定電極１１０６
と画像表示領域Ｄの間の部分での表面抵抗値が、スペー
サ１２０１において画像表示領域Ｄに対応する部分の表
面抵抗値よりも大きくなっている。これにより、高抵抗
な領域に電位を歪ませる要因が生じても、流れる電流は
画像表示領域Ｄ内の低抵抗な領域に流れる電流に対して
小さくなるために、低抵抗な領域ではその影響が小さく
なる。したがって、電子ビーム源に影響を及ぼす領域で
は電子ビームの軌道が歪まず、また放電に至るような電
界集中が起こらない、好適な電位分布を得ることができ
る。ここで、電位分布を乱す電位規定電極１１０６と画
像表示領域Ｄとの間におけるスペーサ１２０１の高抵抗
な領域の大きさは、スペーサ１２０１の表面での電位分
布の概容に影響を及ぼすことのできる大きさとし、その
高抵抗な領域の概ね１辺をスペーサ１２０１の高さ（フ
ェイスプレート１００７とリアプレート１００５の距
離）の１／１０以上とする。

【００８０】したがって、フェイスプレート１００７お
よびリアプレート１００５を支持するスペーサ１２０１
に、電位分布を乱すような電位規定部材との接触、ある
いは電極や構造物が存在しても、電子ビーム源近傍の電
位分布が乱れることがなく、電子ビームの着弾位置のず
れによる画像の劣化が見られない。また、スペーサ１２
０１に電位規定部材との接触、あるいは電極や構造物な
どが存在しても、スペーサ１２０１におけるそれらの部
材の近傍での電位分布を所定のものにすることができ、
電界集中が生じないため、放電しにくく、耐久性および
信頼性の向上した画像表示装置を得ることができる。

【００８１】（第２の実施の形態）図７は、本発明の第
２の実施形態にかかる画像表示装置の表示パネルを示す
模式的断面図である。本実施形態の画像表示装置では第
１の実施形態のものと比較して、大気圧支持部材である
スペーサの構成が主に異なっており、その他の構成部品
は第１の実施形態と同様のものが用いられている。本実
施形態では第１の実施形態と同一の構成部品に同一の符
号を付してあり、図７では、第１の実施形態の図２と同
様に、画像表示装置をスペーサ近傍の部分でスペーサの
長辺方向に破断した断面が模式的に示されている。以下
では、第１の実施形態と異なる点、すなわち本実施形態
において特徴的な部分を主に説明する。

【００８２】本実施形態の画像表示装置の表示パネルで
は、図７に示すように気密容器１０３１内に大気圧支持
部材としてスペーサ１２０１ａが配置されている。スペ
ーサ１２０１ａは、外形形状が第１の実施形態のスペー
サ１２０１と同様に薄い帯板状であり、第１の実施形態
と同様にアノード電極１１０４とリアプレート１００５
に挟まれる領域に設けられている。スペーサ１２０１ａ
の側面（最大面積面）には、電子ビームの軌道を補正す
るための電極１２０３と、その電極に接続された電位規
定部材である引き出し電極１２０４が形成され、電極１
２０３には引き出し電極１２０４を介してリアプレート
１００５から所定の電位が与えられている。これらの電
極１２０３，１２０４は、第１の実施形態の電極１２０
９，１２１０と同様に低抵抗膜を成膜することによって
形成されている。本実施形態では、スペーサ１２０１ａ
の電極１２０３および引き出し電極１２０４の電位はリ
アプレート１００５から給電されているが、もちろんこ
れに限定される訳ではなく、例えばフェイスプレート１
００７から給電されていてもよい。

【００８３】また、スペーサ１２０１ａには高抵抗膜が
設けられており、その高抵抗膜は、図７に示すようにＡ
領域１３０５およびＢ領域１３０６の、大きく２つの領
域に分けられている。Ａ領域１３０５およびＢ領域１３
０６の表面抵抗値は異なっており、それらの領域の境界
部で表面抵抗値が大きく変化している。本実施形態で
は、スペーサ１２０１ａにおいて、表示パネルの画像表
示領域Ｄに対応する部分がＡ領域１３０５であり、画像
表示領域Ｄ以外の部分における引き出し電極１２０４の
周囲がＢ領域１３０６である。また、それぞれの領域で
は、後述する理由から表面抵抗値に異方性が存在し、ス
ペーサ１２０１ａの長辺方向に測定した表面抵抗値と、
短辺方向に測定した表面抵抗値の値が異なっている。

【００８４】具体的には、Ａ領域１３０５とＢ領域１３
０６のそれぞれの表面抵抗値を測定したところ、Ａ領域
１３０５ではスペーサ１２０１ａの長辺方向（フェイス
プレート１００７およびリアプレート１００５と平行な
方向）に測定した表面抵抗値Ｒx1＝５×１０⁹[Ω／
□]、短辺方向（フェイスプレート１００７およびリア
プレート１００５の法線方向）に測定した表面抵抗値Ｒ
y1＝２×１０¹¹[Ω／□]である。Ｂ領域１３０６では、
スペーサ１２０１ａの長辺方向に測定した表面抵抗値Ｒ
x2＝２×１０¹¹[Ω／□]、短辺方向に測定した表面抵抗
値Ｒy2＝１×１０¹³[Ω／□]である。

【００８５】スペーサ１２０１ａの表面抵抗値の測定方
法を図８にて説明する。まず、スペーサ１２０１ａの長
辺方向の表面抵抗値を測定する際には、図８（ａ）のよ
うにスペーサ１２０１ａに長辺方向に垂直な２つの電極
１０１ａ，１０１ｂをスペーサ１２０１ａの一面にその
長辺方向に間隔をおいて並べ、それらの電極間の抵抗値
を測定器１０２によって測定する。次に、スペーサ１２
０１ａの短辺方向の表面抵抗値を測定する際には、図８
（ｂ）のようにスペーサ１２０１ａの短辺方向に垂直な
２つ電極１０１ｃ，１０１ｄをスペーサ１２０１ａの一
面にその短辺方向に間隔をおいて並べ、それらの電極間
の抵抗値を測定器１０２によって測定する。それぞれの
方向での測定値に、電極の幅を電極間の距離で除した値
をかけるとスペーサ１２０１ａの長辺方向および短辺方
向の各表面抵抗値を求めることができる。上記の測定法
は、表面抵抗値の測定方法としては一般的な測定方法で
はないが、比較的粗い形状が異方性の要因となるので、
上記の方法により表面抵抗値の測定を行った。

【００８６】スペーサ１２０１ａでは、Ａ領域１３０５
における表面抵抗値Ｒx1[Ω／□]や、Ｂ領域１３０６に
おける表面抵抗値Ｒx2，Ｒy2[Ω／□]に関して、Ｒx2／
Ｒx1 ＞０．１×Ｒy2／Ｒx2 （数式１）の関係
を満足していることが好ましい。上述した表面抵抗値の
場合でも上記の数式１の関係を満たしており、これによ
り、スペーサ１２０１ａにおいて画像表示領域Ｄに対応
する部分、すなわち表面抵抗値が低い部分から、電位分
布を乱す引き出し電極１２０４に向かって高抵抗な領域
を越えて流れる電流の量を、スペーサ１２０１ａにおい
て表面抵抗値が低い画像表示領域Ｄの電位分布に影響を
及ぼさない程度にすることができ、良好な電位分布を得
ることができる。

【００８７】一方、電極１２０３および引き出し電極１
２０４の表面抵抗値は１０⁶[Ω／□]以下であることが
好ましく、このようにこれらの電極の表面抵抗値を設定
することにより、電極１２０３および引き出し電極１２
０４に所望の電位を与えることができる。

【００８８】図７に示される例では、複数の引き出し電
極１２０４のうちの１つで、引き出し電極１２０４にお
けるスペーサ１２０１ａの短辺方向の長さＬyと、引き
出し電極１２０４におけるスペーサ１２０１ａの長辺方
向の長さＬxとの関係が、Ｌy＞Ｌxとなっている。この
ように引き出し電極１２０４がそれらの寸法に関してＬ
y＞Ｌxとなる部分を有していることにより、スペーサ１
２０１ａでの高さ方向（短辺方向）の所望の位置に引き
出し電極１２０４を介して所望の電位を印加することが
できる。それにより所望の電位分布とすることができる
ため、電子ビームの軌道をずらさないことや、電界集中
しないようにして、放電する確率を減じることが容易と
なる。また、そのような引き出し電極１２０４を設けた
際も、上述したようにスペーサ１２０１ａにおいてＡ領
域１３０５およびＢ領域１３０６のように各領域で表面
抵抗値を規定する構成にすることにより、引き出し電極
１２０４により影響が及ぼされる領域を限定することが
できる。

【００８９】次に、スペーサ１２０１ａの構成について
図９を参照して説明する。図９は、図７の断面に対して
垂直な方向に沿った表示パネルの模式的断面図である。
本実施形態のスペーサ１２０１ａにおいて第１の実施形
態のスペーサ１２０１と異なる点は、スペーサ１２０１
ａを構成している絶縁性部材１２１２の両面に微細（微
小）な凹凸が設けられており、その凹凸に対応して高抵
抗膜１２０８も同様に凹凸形状を有している。絶縁性部
材１２１２は、その材料を研磨することにより作製さ
れ、その製造工程の研磨方向によって、方向性がある凹
凸が表面に形成されたものである。よって、その凹凸が
原因で、絶縁性部材１２１２上の膜で膜厚分布に方向性
が生じ、高抵抗膜１２０８の表面抵抗値に異方性が生じ
てしまうことがある。このような製法にかかわらず、表
面抵抗値の異方性が生じる場合には、例えば平滑な絶縁
性部材１２１２にディップ法で高抵抗膜１２０８を作製
した際にスジ状の低抵抗部分が生じるような場合にも本
発明は適用できる。

【００９０】本実施形態では、高抵抗膜１２０８を作製
する際に第１の実施形態と同様な方法を用いた。すなわ
ち、Ａ領域１３０５、Ｂ領域１３０６の高抵抗膜１２０
８は２回に分けて成膜を行い、それぞれの領域の表面抵
抗値を制御した。Ａ領域１３０５の成膜条件はＷターゲ
ットに対する投入高周波電力を１９０Ｗとし、Ｂ領域１
３０６はＷターゲットに対する投入高周波電力を１７０
Ｗとし、その他の条件は第１の実施形態と同等の条件で
成膜を行った。

【００９１】このように、スペーサ１２０１ａの表面抵
抗値に異方性がある場合でもスペーサ１２０１ａの表面
を上記のような表面抵抗値を持つ領域に分けることによ
り、スペーサ１２０１ａに引き出し電極１２０４が設け
られていても、Ａ領域１３０５のうち冷陰極素子１００
２に近い領域では、もともとアノード電極１１０４およ
びリアプレート１００５で形成されるそれらに平行な電
位分布が乱されることはなく、電子ビームの軌道を歪ま
せることはない。また、その平行な電位分布を歪ませる
電位規定部材である引き出し電極１２０４を含むＢ領域
１３０６においても、表面抵抗値の低いＡ領域１３０５
の影響を受けて電界集中が起こりにくくなるので、画像
表示パネルの耐圧を向上させることができる。

【００９２】このような構成の画像表示装置を加速電圧
Ｖa＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、
電子ビームの着弾位置のずれによる画像の劣化も見られ
ない、良好な画像表示装置を得ることができた。

【００９３】（第３の実施の形態）図１０は、本発明の
第３の実施形態にかかる画像表示装置の表示パネルを示
す模式的断面図である。本実施形態の画像表示装置は、
第１の実施形態のものと比較して、スペーサを支持する
支持部材を有している点が主に異なっており、その他の
構成部品は第１の実施形態と同様のものが用いられてい
る。本実施形態では第１の実施形態と同一の構成部品に
同一の符号を付してあり、図１０では、第１の実施形態
の図２と同様に、画像表示装置をスペーサ近傍の部分で
スペーサの長辺方向に破断した断面が模式的に示されて
いる。以下では、第１の実施形態と異なる点、すなわち
本実施形態において特徴的な部分を主に説明する。

【００９４】本実施形態の画像表示装置の表示パネルで
は、スペーサ１２０１は第１の実施形態と同様にアノー
ド電極１１０４の外側まで延長されており、図１０に示
すようにスペーサ１２０１はアノード電極１１０４の外
側で、電位規定部材である導電性の支持部材１２０２を
用いてリアプレート１００５に固定されている。このよ
うな構成によりスペーサ１２０１をリアプレート１００
５に容易に固定することができ、画像表示パネルの製造
工程が簡略化される。支持部材１２０２は金属でできて
おり、支持部材１２０２の成形が容易にできると共に支
持部材１２０２に導電性が生じ、支持部材１２０２は、
スペーサ１２０１の支持部材１２０２との接触部分の電
位を規定している。このようにスペーサ１２０１の接触
部分の電位を規定する理由としては、スペーサ１２０１
の長辺方向側端部でリアプレート１００５側に電位を規
定する電極を形成しにくい場合で、スペーサ１２０１と
リアプレート１００５との接触が不安定な場合には、電
界集中を起こす部分が生じ、スペーサ１２０１の端部で
放電が起こる可能性があることなどが挙げられる。本実
施形態では、支持部材１２０２はリアプレート１００５
に固定されているが、もちろんこれに限定される訳では
なく、例えばフェイスプレート１００７に固定してもよ
い。

【００９５】スペーサ１２０１には、第１の実施形態と
同様に高抵抗膜が設けられ、その高抵抗膜は大きく３つ
の領域に分けられており、領域の境界部で表面抵抗値が
大きく変化している。Ａ領域（画像表示領域Ｄ）１２０
５、Ｂ領域（電位規定電極１１０６と画像表示領域Ｄの
間の領域）１２０６、Ｃ領域１２０７（電位規定電極１
１０６に対応する領域）の表面抵抗値は第１の実施形態
と同様の値であり、高抵抗膜の作製方法も同等とした。
一方、支持部材１２０２の表面抵抗値は１０⁶[Ω／□]
以下であることが好ましく、これにより支持部材１２０
２に所望の電位を与えることができる。

【００９６】このようにスペーサ１２０１の表面を上記
のような表面抵抗値の領域に分けることにより、スペー
サ１２０１が支持部材１２０２により電位規定されてい
ても、それによる電位の分布に影響を受けるのは、Ｂ領
域１２０６およびＣ領域１２０７であり、Ａ領域１２０
５にはほとんど影響しない。また、Ｃ領域１２０７はＢ
領域１２０６によって、高圧電位のかかる部分から分断
されているので、支持部材１２０２とほぼ等しい電位が
分布することになる。したがって、冷陰極素子１００２
の存在するＡ領域１２０５の電位は、アノード電極１０
０４とリアプレート１００５と平行な電位分布となり、
電子ビームの軌道を歪ませることはなく、また電位規定
電極１１０６近傍などで電界集中することがないので、
画像表示パネルの耐圧を向上させることができる。

【００９７】このような構成の画像表示装置を加速電圧
Ｖa＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、
電子ビームの着弾位置のずれによる画像の劣化も見られ
ない、良好な画像表示装置を得ることができた。

【００９８】（第４の実施の形態）図１１は、本発明の
第４の実施形態にかかる画像表示装置の表示パネルを示
す模式的断面図である。本実施形態の画像表示装置は、
第１の実施形態のものと比較して、スペーサを支持する
支持部材を有している点と、フェイスプレート１００７
には電位規定電極が設けられていない点と、スペーサの
表面抵抗値の分布が主に異なっており、その他の構成部
品は第１の実施形態と同様のものが用いられている。本
実施形態では第１の実施形態と同一の構成部品に同一の
符号を付してあり、図１１では、第１の実施形態の図２
と同様に、画像表示装置をスペーサ近傍の部分でスペー
サの長辺方向に破断した断面が模式的に示されている。
以下では、第１の実施形態と異なる点、すなわち本実施
形態において特徴的な部分を主に説明する。

【００９９】本実施形態の画像表示装置の表示パネルで
は、第１の実施形態と同様にスペーサ１２０１はアノー
ド電極１１０４の外側まで延長されており、図１１に示
すようにスペーサ１２０１はアノード電極１１０４の外
側で、電位規定部材である導電性接着剤１２１３を用い
てリアプレート１００５に固定されている。導電性接着
剤１２１３としては、珪酸カリウムなどの水ガラスに、
アルミナなどの粉末および銀などの導電性粉末を混ぜ合
わせたものを用いた。このように導電性接着剤１２１３
を用いることにより、スペーサ１２０１に所定の電位を
与えることができ、スペーサ１２０１の電位分布を所定
のものにすることができる。本実施形態では、スペーサ
１２０１を導電性接着剤１２１３によりリアプレート１
００５に固定しているが、もちろんこれに限定される訳
ではなく、例えばフェイスプレート１００７に固定して
もよい。

【０１００】スペーサ１２０１には、高抵抗膜が設けら
れており、その高抵抗膜は大きく２つの領域に分けら
れ、領域の境界部で表面抵抗値が大きく変化している。
本実施形態では、スペーサ１２０１において画像表示領
域Ｄの部分がＡ領域１２０５であり、画像表示領域Ｄと
導電性接着剤１２１３との間の部分、すなわち画像表示
領域Ｄを除く部分がＢ領域１２０６となっている。Ａ領
域１２０５、Ｂ領域１２０６の表面抵抗値は、第１の実
施形態におけるＡ領域およびＢ領域のそれぞれとと同様
の値であり、高抵抗膜の作製方法も同等とした。

【０１０１】一方、導電性接着剤１２１３の表面抵抗値
は１０⁶[Ω／□]以下であることが好ましく、これによ
り導電性接着剤１２１３に所望の電位を与えることがで
きる。

【０１０２】このようにスペーサ１２０１の表面を上記
のような表面抵抗値の領域に分けることにより、スペー
サ１２０１が導電性接着剤１２１３により電位規定され
ていても、Ａ領域１２０５はほとんどその影響を受けな
い。したがって、冷陰極素子１００２の存在するＡ領域
１２０５の電位は、アノード電極１００４とリアプレー
ト１００５と平行な電位分布となり、電子ビームの軌道
を歪ませることがない。

【０１０３】このような構成の画像表示装置を加速電圧
Ｖa＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、
電子ビームの着弾位置のずれによる画像の劣化も見られ
ない、良好な画像表示装置を得ることができた。

【０１０４】（第５の実施の形態）図１２は、本発明の
第５の実施形態にかかる画像表示装置の表示パネルを示
す模式的断面図である。本実施形態の画像表示装置は、
第１の実施形態のものと比較して、スペーサを支持する
支持部材を有している点と、スペーサの表面抵抗値の分
布が主に異なっている。本実施形態では第１の実施形態
と同一の構成部品に同一の符号を付してあり、図１２で
は、第１の実施形態の図２と同様に、画像表示装置をス
ペーサ近傍の部分でスペーサの長辺方向に破断した断面
が模式的に示されている。以下では、第１の実施形態と
異なる点、すなわち本実施形態において特徴的な部分を
主に説明する。

【０１０５】本実施形態の画像表示装置の表示パネルで
は、図１２に示すように気密容器１０３１内に大気圧支
持部材としてスペーサ１２０１ｂが配置されている。ス
ペーサ１２０１ｂは、外形形状が第１の実施形態のスペ
ーサ１２０１と同様に薄い帯板状であり、第１の実施形
態と同様にアノード電極１１０４とリアプレート１００
５に挟まれる領域に設けられている。スペーサ１２０１
ｂはアノード電極１１０４の外側まで延長されており、
フェイスプレート１００７のアノード電極１１０４およ
び電位規定電極１１０６のそれぞれに接触している。ス
ペーサ１２０１ｂは、アノード電極１１０４の電位規定
電極１１０６側の端部より外側で支持部材１２０２を介
してリアプレート１００５に固定されている。また、ス
ペーサ１２０１ｂの支持部材１２０２側の端部、すなわ
ちスペーサ１２０１ｂの長辺方向の端部には、電位規定
電極１１０６と同じ電位をスペーサ１２０１ｂの長辺方
向の端部に分布させるための電極１２１１が設けられて
いる。本実施形態では、スペーサ１２０１ｂは支持部材
１２０２を介してリアプレート１００５に固定されてい
るが、もちろんこれに限定される訳ではなく、例えばフ
ェイスプレート１００７に固定してもよい。

【０１０６】スペーサ１２０１ｂには高抵抗膜が設けら
れ、その高抵抗膜は大きく３つの領域に分けられてお
り、領域の境界部で表面抵抗値が大きく変化している。
それぞれの領域では、後述する理由から表面抵抗値に異
方性が存在し、スペーサ１２０１ｂの長辺方向に測定し
た表面抵抗値と、短辺方向に測定した表面抵抗値が異な
っている。具体的には本実施形態では、スペーサ１２０
１ｂにおいて、画像表示領域Ｄを含む、アノード電極１
１０４に対応する部分がＡ領域１４０５、アノード電極
１１０４と電位規定電極１１０６の間の領域に対応する
部分がＢ領域１４０６、Ｂ領域１４０６と電極１２１１
の間の部分がＣ領域１４０７となっている。それぞれの
領域の表面抵抗値を測定したところ、Ａ領域１４０５で
は長辺方向に測定した表面抵抗値Ｒx1＝５×１０⁸[Ω／
□]、短辺方向に測定した表面抵抗値Ｒy1＝１×１０
¹¹[Ω／□]であり、Ｂ領域１４０６では長辺方向に測定
した表面抵抗値Ｒx2＝１×１０¹¹[Ω／□]、短辺方向に
測定した表面抵抗値Ｒy2＝２×１０¹³[Ω／□]であり、
Ｃ領域１４０７では長辺方向に測定した表面抵抗値Ｒx3
＝５×１０⁸[Ω／□]、短辺方向に測定した表面抵抗値
Ｒy3＝１×１０¹¹[Ω／□]であった。本実施形態では、
スペーサ１２０１ｂの表面抵抗値は以上のようであった
が、もちろんこれに限定されるものではなく、Ｂ領域１
４０６の表面抵抗値がＡ領域１４０５およびＣ領域１４
０７よりも実質的に大きければ、本発明の要件は満たさ
れる。また、本実施形態では、スペーサ１２０１ｂの長
辺方向片側の端部にのみ、このような表面抵抗値の異な
る領域を設けたが、もちろん反対側の端部にも同様な構
成を設けることが好ましい。

【０１０７】次に、スペーサ１２０１ｂの構成について
図１３を参照して説明する。図１３は、図１２の断面に
対して垂直な方向に沿った表示パネルの模式的断面図で
ある。本実施形態のスペーサ１２０１ｂにおいて第１の
実施形態のスペーサ１２０１と異なる点は、図１３に示
すように、スペーサ１２０１ｂを構成している絶縁性部
材１２１２の両面に、長辺方向に延びるストライプ状の
凹部および凸部が設けられており、その凹凸に対応して
高抵抗膜１２０８も同様に凹凸形状を有している。絶縁
性部材１２１２は、ストライプ状の凹凸形状が予め形成
された母材ガラスを加熱して延伸することにより作製さ
れ、作製された絶縁性部材１２１２の断面形状が母材ガ
ラスの凹凸と相似形の形状を有している。このような絶
縁性部材１２１２の表面に高抵抗膜１２０８を設ける
と、絶縁性部材１２１２の凹凸形状により高抵抗膜１２
０８の膜厚、組成、および結晶性などに方向性が生じ、
高抵抗膜１２０８の表面抵抗値に異方性が生じてしまう
ことがある。

【０１０８】本実施形態では、Ａ領域１４０５、Ｂ領域
１４０６、Ｃ領域１４０７の高抵抗膜１２０１ｂは２回
に分けて成膜を行い、１回目の成膜で全ての領域に高抵
抗膜を形成した後、Ａ領域１４０５およびＣ領域１４０
７のみ２回目の成膜で高抵抗膜を重ねて形成した。それ
ぞれの成膜条件は１回目がＷターゲットに対する投入高
周波電力を２００Ｗとし、Ｂ領域１４０６はＷターゲッ
トに対する投入高周波電力を１８０Ｗとし、その他の条
件は第１の実施形態と同等の条件で成膜を行った。

【０１０９】上記のようにスペーサ１２０１ｂの表面抵
抗値に異方性がある場合でも、スペーサ１２０１ｂの表
面を上記のような表面抵抗値を持つ領域に分けることに
より、スペーサ１２０１ｂに電位規定電極１１０６と同
電位の電極１２１１を有していても、それによる電位の
分布に影響を受けるのはＢ領域１４０６およびＣ領域１
４０７であり、Ａ領域１４０５にはほとんど影響しな
い。また、Ｃ領域１４０７は、Ｂ領域１４０６によっ
て、高圧電位のかかる部分から分断されているので、電
位規定電極１１０６および電極１２１１とほぼ等しい電
位が分布することになる。したがって、冷陰極素子１０
０２の存在するＡ領域１４０５の電位は、アノード電極
１００４とリアプレート１００５と平行な電位分布とな
り、電子ビームの軌道を歪ませることはなく、また電位
規定電極１１０６やスペーサ１２０１ｂの支持部材１２
０２の近傍などで電界集中することがないので、画像表
示パネルの耐圧を向上させることができる。

【０１１０】このような構成の画像表示装置を加速電圧
Ｖa＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、
電子ビームの着弾位置のずれによる画像の劣化も見られ
ない、良好な画像表示装置を得ることができた。

【０１１１】なお、上記の第１〜第５の実施形態におい
ては、製造の容易性から表面電導型放出素子を用いた表
示装置について説明したが、ＦＥ型素子、ＭＩＭ型素子
を用いた表示装置においても同様の効果を確認してお
り、本発明は電子放出素子の構造に依存しないものであ
る。

【０１１２】

【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
画像表示装置のフェイスプレートおよびリアプレートを
支持する大気圧支持部材に、電位分布を乱すような電位
規定部材との接触、あるいは電極や構造物が存在して
も、電子ビーム源近傍の電位分布が乱れることがなく、
電子ビームの着弾位置のずれによる画像の劣化が見られ
ない。また、大気圧支持部材に電位規定部材との接触、
あるいは電極や構造物などが存在しても、大気圧支持部
材におけるそれらの部材の近傍での電位分布を所定のも
のにすることができ、電界集中が生じないため、放電し
にくく、耐久性および信頼性の向上した画像表示装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される第１の実施形態の画像表示
装置の表示パネルを示す斜視図である。

【図２】図１に示した画像表示装置をスペーサ近傍の部
分で図１のＢ−Ｂ’線に沿ってスペーサの長辺方向に破
断した模式的断面図である。

【図３】画像表示装置の変形例を示す模式的断面図であ
る。

【図４】画像表示装置の表示パネル内での電位分布を示
す模式的断面図である。

【図５】図１に示される表示パネルのフェイスプレート
において蛍光体の配列を模式的に示した平面図である。

【図６】図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図７】本発明の第２の実施形態にかかる画像表示装置
の表示パネルを示す模式的断面図である。

【図８】スペーサの表面抵抗値の測定方法を示す模式図
である。

【図９】図７の断面に対して垂直な方向に沿った表示パ
ネルの模式的断面図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態にかかる画像表示装
置の表示パネルを示す模式的断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施形態にかかる画像表示装
置の表示パネルを示す模式的断面図である。

【図１２】本発明の第５の実施形態にかかる画像表示装
置の表示パネルを示す模式的断面図である。

【図１３】図１２の断面に対して垂直な方向に沿った表
示パネルの模式的断面図である。

【図１４】表面伝導型の電子放出素子をマトリクス配線
して構成されたマルチ電子ビーム源を示す図である。

【図１５】従来の画像表示装置の表示パネルの一部を切
り欠いて示した斜視図である。

【図１６】画像表示装置においてスペーサの表面に流れ
る微小電流による電位規定を示す模式図である。

【図１７】スペーサの表面がフェイスプレートの電極に
接触することにより生じた電位分布の歪みを示す模式図
である。

【図１８】スペーサの表面抵抗値の異方性について説明
するための模式図である。

【図１９】抵抗値の異方性が生じた際に電界集中するこ
とを示す等価回路図である。

【図２０】スペーサ表面に設けられた電極による電位分
布の歪みを示す模式図である。

【符号の説明】

１０１ａ〜１０１ｄ電極１０２測定器１００２冷陰極素子１００３行方向配線１００４列方向配線１００５リアプレート１００６側壁（枠）１００７フェイスプレート１０３１気密容器１０３２マルチ電子ビーム源１１０１蛍光体膜１１０３ａ，１１０３ｂブラックマトリクス１１０４アノード電極１１０６電位規定電極１２０１，１２０１ａ，１２０１ｂスペーサ（大気
圧支持部材）１２０２支持部材１２０３電極１２０４引き出し電極１２０５，１３０５，１４０５Ａ領域１２０６，１３０６，１４０６Ｂ領域１２０７，１４０７Ｃ領域１２０８高抵抗膜１２０９，１２１０，１２１１電極１２１２絶縁性部材１２１３導電性接着剤１３０３絶縁層１４０１高圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビーム源が設けられたリアプレート
と、前記電子ビーム源からの電子ビームの照射により発光す
る発光部材、および該発光部材を前記電子ビーム源より
も高い電位に規定するアノード電極が形成されたフェイ
スプレートと、前記電子ビーム源を収容する気密容器を前記リアプレー
トおよびフェイスプレートと共に構成するように、間隔
をおいて互いに対向する前記リアプレートとフェイスプ
レートの縁部同士を接合する側壁と、前記電子ビーム源および前記アノード電極の各々に電気
的に接続されるように前記気密容器内に配置されて前記
リアプレートおよびフェイスプレートを支持し、少なく
とも表面が導電性を有する大気圧支持部材とを有し、前記発光部材が設けられた領域によって画像表示領域が
規定されている画像表示装置において、前記気密容器内の前記画像表示領域以外の領域に設けら
れて前記大気圧支持部材に電気的に接続され、前記アノ
ードと前記電子ビーム源の間に形成される、前記フェイ
スプレートおよびリアプレートに平行な電位分布を乱す
電位に規定された電位規定部材を有し、前記大気圧支持
部材における前記電位規定部材と前記画像表示領域の間
の部分での表面抵抗値が、前記大気圧支持部材において
前記画像表示領域に対応する部分での表面抵抗値よりも
大きいことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記大気圧支持部材は、高抵抗膜を有す
ることで表面に導電性を有している請求項１に記載の画
像表示装置。
【請求項３】前記大気圧支持部材の高抵抗膜の表面抵
抗値は、１０¹⁴[Ω／□]以下である請求項２に記載の画
像表示装置。
【請求項４】前記電位規定部材が前記大気圧支持部材
上に設けられた電極であり、該電極における前記フェイ
スプレートおよびリアプレートの法線方向の長さをＬ
y、前記電極における前記フェイスプレートおよびリア
プレートと平行な方向の長さをＬxとしたときに、前記
電極が、Ｌy ＞Ｌx となる部分を有している請求項１〜３のいずれか１項に
記載の画像表示装置。
【請求項５】前記電位規定部材の表面抵抗値が１０
⁶[Ω／□]以下である請求項１〜４のいずれか１項に記
載の画像表示装置。
【請求項６】前記電位規定部材は、前記大気圧支持部
材を前記リアプレートまたはフェイスプレートに固定す
る導電性部材である請求項１〜３のいずれか１項に記載
の画像表示装置。
【請求項７】前記電位規定部材は、前記大気圧支持部
材を前記リアプレートまたはフェイスプレートに接着し
て固定する導電性接着剤である請求項１〜３のいずれか
１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】前記大気圧支持部材は前記フェイスプレ
ートまたはリアプレートと平行な方向と前記フェイスプ
レートまたはリアプレートの法線方向で表面抵抗値に異
方性が存在する領域を有する請求項１〜７のいずれか１
項に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記大気圧支持部材は、微小な凹凸が存
在する領域を表面に有し、該領域の表面抵抗値には前記
フェイスプレートおよびリアプレートと平行な方向と前
記フェイスプレートおよびリアプレートの法線方向で異
方性が存在する請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記大気圧支持部材は、前記フェイス
プレートまたはリアプレートと平行な方向に延びるスト
ライプ状の凹部と凸部を表面に有し、該凹部および凸部
の表面抵抗値には前記フェイスプレートおよびリアプレ
ートと平行な方向と前記フェイスプレートおよびリアプ
レートの法線方向で異方性が存在する請求項８に記載の
画像表示装置。
【請求項１１】前記大気圧支持部材における前記画像
表示領域に対応する部分で前記フェイスプレートおよび
リアプレートと平行な方向に測定した表面抵抗値をＲx1
[Ω／□]、前記大気圧支持部材における前記電位規定部
材と前記画像表示領域の間の部分で前記フェイスプレー
トおよびリアプレートと平行な方向に測定した表面抵抗
値をＲx2[Ω／□]、前記大気圧支持部材における前記電
位規定部材と前記画像表示領域の間の部分で前記フェイ
スプレートおよびリアプレートの法線方向に測定した表
面抵抗値をＲy2[Ω／□]としたときに、Ｒx2／Ｒx1 ＞０．１×Ｒy2／Ｒx2 の関係を満たしている請求項１〜１０のいずれか１項に
記載の画像表示装置。
【請求項１２】前記大気圧支持部材は、前記気密容器
内において前記アノード電極によって高圧の電位が印加
されているアノード領域からその外の領域にまで延びて
いる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像表示装
置。
【請求項１３】前記電子ビーム源が、前記リアプレー
ト上にマトリクス状に配置された複数の冷陰極素子を有
している請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像表
示装置。
【請求項１４】前記電子ビーム源の冷陰極素子が電界
放出素子である請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】前記電子ビーム源の冷陰極素子が表面
伝導型電子素子である請求項１３に記載の画像表示装
置。