JP2003229079A

JP2003229079A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2003229079A
Application number: JP2002326821A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Onishi; 智也大西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2022-11-11
Also published as: JP3848240B2; CN1421894A; US20030102798A1; CN100372045C; US6800995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】奥行きや額縁領域を小さくしつつも、絶縁耐
圧を高めることができる画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、表面伝導型放出素子１
００１を有するリアプレート１００４と、アノード電極
１１０１および第１の電位規定部材１１０２を同一面上
に有するフェイスプレート１００６とを備えている。ア
ノード電極１１０１と第１の電位規定部材１１０２とは
互いに離れて配置されている。アノード電極１１０１は
電子加速電位に規定されており、第１の電位規定部材１
１０２はアノード電極１１０１よりも低い電位に規定さ
れている。アノード電極１１０１よりも低い電位に規定
された第２の電位規定部材１１０３が、フェイスプレー
ト１００６の、アノード電極１１０１の第１の電位規定
部材１１０２側の端部よりも第１の電位規定部材１１０
２側に対応した部分であって、第１の電位規定部材１１
０２を有する面とは反対側の面に配置されている。

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）などの、電子線を利用し
た画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲ
ａｙＴｕｂｅ）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てきており、そのための研究が盛
んに行なわれている。また、画像表示装置の大判化が求
められるのに伴って、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、Ｃ
ＲＴ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、大判化を図る
と、原理的により大きな奥行きが必要となるので、装置
を薄型化し軽量化することが困難になる。そこで、本発
明者らは、上記の問題を解決し得る画像表示装置とし
て、電子ビーム源として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】本発明者らは、たとえば図１６に示すマル
チ電子ビ−ム源の応用を試みてきた。図１６は、従来の
画像表示装置の表示パネルを、一部を切り欠いて示した
斜視図である。

【０００４】図１６に示すように、従来のマルチ電子ビ
ーム源は、列方向配線４００２と行方向配線４００３と
に囲まれた領域に単純マトリクス状に配線された表面伝
導型放出素子４００１で構成されている。また、図１６
はこのマルチ電子ビ−ム源を用いた陰極線管の構造を示
すものでもあり、この構造は、マルチ電子ビーム源４０
０１を備えた外容器底（「リアプレート」と表記する場
合もある。）４００４と、側壁（「支持枠」あるいは
「外容器枠」と記載する場合もある。）４００５と、蛍
光体層４００７と、メタルバック４００８とを備えたフ
ェイスプレート４００６からなる。また、フェイスプレ
ート４００６上の蛍光体層４００７には、電子ビームに
より励起し発光させる蛍光体と、外光の反射を抑え蛍光
体の混色を防ぐためのブラックマトリクスとが設けられ
ている。また、蛍光体層４００７およびメタルバック４
００８には高圧導入端子Ｈｖより高電圧が印加されてお
り、これら蛍光体層４００７およびメタルバック４００
８はアノード電極を形成している。

【０００５】上記のような画像表示装置は、アノード電
極の一部であるメタルバック４００８に高電圧（「加速
電圧」もしくは「アノード電圧」と表記する場合もあ
る。）を印加し、リアプレート４００４とフェイスプレ
ート４００６との間に電界を生じさせ、電子ビーム源４
００１から放出した電子を加速し、蛍光体を励起させ発
光させることにより画像を形成する。ここで、画像表示
装置の輝度は加速電圧に大きく依存するため、高輝度化
を図るためには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４００４とフェイスプレート４００６との距離を小
さくしなければならない。このことにより、リアプレー
ト４００４とフェイスプレート４００６との間にはかな
り高い電界が生じることになる。

【０００６】

【特許文献１】欧州特許出願公開明細書第１１１７１２
４号（特開２００１−２５０４９４号公報）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
説明した画像表示装置においては、以下のような問題点
があった。

【０００８】図１７は、図１６に示した画像表示装置の
表示パネルの断面を模式的に示す図である。上述した画
像表示装置は、電子ビーム源４００１を有するリアプレ
ート４００４と、メタルバックや不図示のブラックマト
リクスからなるアノード電極４１０１を備えたフェイス
プレート４００６とを有しており、アノード電極４１０
１には加速電圧Ｖａが印加されている。ここでアノード
電極４１０１は、フェイスプレート４００６とリアプレ
ート４００４との間の真空ギャップと、フェイスプレー
ト４００６やリアプレート４００４などの部材の表面の
沿面によって絶縁されている。

【０００９】このうち、真空ギャップの寸法が表示パネ
ルの奥行きを規定し、フェイスプレート４００６および
リアプレート４００４の沿面距離が画像表示領域以外の
領域（「額縁領域」と表記する場合もある。）の面積お
よび幅を規定する。表示パネルの奥行きや額縁領域は、
いずれも小さいほうが好ましい。しかしながら、これら
の寸法が小さくなると、同じ電圧をアノード電極４１０
１に印加しても、それを距離で除した値である電界強度
は大きくなってしまい、放電する確率が増加してしま
う。放電が生じると画像表示装置の画質を著しく劣化し
てしまう可能性もあり、画像表示装置の信頼性向上に関
して大きな問題となる。

【００１０】特に、リアプレート４００４やフェイスプ
レート４００６は一般にガラス部材により形成されてい
ることが多く、ガラスなどの誘電体表面の絶縁耐圧は真
空ギャップに比べ著しく劣るため、ガラス表面部分の絶
縁耐圧を向上することはとても重要である。

【００１１】図１８は、上記の特許文献１に記載された
従来の他の表示パネルの模式的断面図である。

【００１２】図１８に示す従来の他の表示パネルのよう
に、リアプレート５００４およびフェイスプレート５０
０６の表面に、電位分布の規定を行い、電界のかかる領
域を限定することなどを目的として、アノード電極５１
０１と同じ部材表面上にアノード電位より低い電位に規
定された電位規定電極（「ガード電極」と表記する場合
もある。）５１０２が形成されている場合もある。その
理由は、画像表示領域以外の領域に構造物が存在し、そ
の部分に電界が印加されていると、構造物の形状によっ
ては電界集中が起こり、放電に至る可能性が生じてしま
うためである。上記のように電位規定電極５１０２を形
成し、これをアノード電位よりも低い電位に規定するこ
とにより、電位規定電極５１０２より外側にかかる電界
を緩和することが可能になっている。

【００１３】なお、電子ビーム源５００１、行方向配線
および列方向配線（いずれも不図示）の構成は、図１６
に示した表示パネルと同様である。

【００１４】しかしながら、上記のようにアノード電位
に規定される領域と同じ部材表面上にアノード電位より
低い電位に規定された電極を有するような構成では、電
位規定電極の外側（アノード電極から遠ざかる領域）の
電界を弱めることが出来るため、電位規定電極の外側の
領域における設計が容易となるが、その反面、画像表示
領域以外の寸法を小さくするために電位規定電極５１０
２とアノード電極５１０１との距離を小さくしすぎる
と、アノード電極と電位規定電極との間の電界強度が大
きくなり、その部分で放電が生じるという問題が発生し
てしまう。

【００１５】そこで本発明は、奥行きや額縁領域を小さ
くしつつも、絶縁耐圧を高めることができる画像表示装
置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像表示装置は、電子ビーム源を有するリ
アプレートと、電子加速電位に規定されたアノード電
極、および、該アノード電極から離れて配置され、かつ
前記アノード電極よりも低い電位に規定された第１の電
位規定部材を前記リアプレートと対向する面上に有する
フェイスプレートと、を備えた画像表示装置において、
前記フェイスプレートの、前記アノード電極の前記第１
の電位規定部材側の端部よりも前記第１の電位規定部材
側に対応した部分であって、前記第１の電位規定部材を
有する面とは反対側の面に配置され、前記アノード電極
よりも低い電位に規定された第２の電位規定部材を更に
有していることを特徴とする。

【００１７】上記のように構成された本発明の画像表示
装置によれば、第１の電位規定部材のアノード電極側の
端部における電界を実効的に弱めることができるため、
画像表示装置の絶縁耐圧を向上させることが可能にな
り、その結果、画像表示装置の奥行きや額縁領域を小さ
くすることが可能になる。

【００１８】このことは、以下のように説明することが
できる。図１５はフェイスプレートの内部の電位分布を
表す断面図である。なお、図中の破線は等電位線を示し
ている。

【００１９】フェイスプレート２００６のうち、アノー
ド電極２１０１および第１の電位規定部材２１０２が設
けられている面とは反対側の面の電位が規定されていな
い場合には、図１５（ａ）に示すような電位分布とな
り、陰極側となる第１の電位規定部材２１０２のアノー
ド電極２１０１側の端部に電界集中が起こる。これに対
して、フェイスプレート２００６に第２の電位規定部材
２１０３を設けた場合には、図１５（ｂ）に示すような
電位分布となり、陰極側となる第１の電位規定部材２１
０２のアノード電極２１０１側の端部における電界が弱
められている。陰極側の電極端部に電界が集中すると、
電界放出により電子が放出されて放電に至るため、図１
５（ｂ）のように第２の電位規定部材２１０３を配置す
ることにより、陰極側の電極端部の電界が弱くできるた
め、画像表示装置の絶縁耐圧を向上することが可能にな
る。

【００２０】さらに、前記第１の電位規定部材の抵抗値
が前記アノード電極の抵抗値よりも大きい構成とするこ
とにより、アノード電極に更なる高電圧を印加した場
合、またはアノード電極と第１の電位規定部材とを更に
近接して配置した場合においても、画像表示装置の動作
をより安定させることが可能になる。

【００２１】このことは、次のように説明できる。

【００２２】画像表示装置のより高い輝度を求めてアノ
ード電極に更なる高電圧を印加する場合や、画像表示装
置のより一層の小型化を求めてアノード電極と第１の電
位規定部材とを更に近接して配置する場合等、アノード
電極と第１の電位規定部材との間により高い電界が生じ
る場合には、アノード電極と第１の電位規定部材との間
に予期せぬ放電が生じる可能性がある。この放電が発生
すると、アノード電極と第１の電位規定部材との間は短
絡状態となるため、アノード電極と第１の電位規定部材
との間を流れる電流の大きさは、アノード電極と第１の
電位規定部材の抵抗値で決まる。ここで、本発明のよう
に第１の電位規定部材の抵抗値がアノード電極の抵抗値
よりも大きいと、高電圧は実質的に第１の電位規定部材
に印加されることになる。言い換えると、第１の電位規
定部材のアノード電極側の端部はアノード電位まで引き
上げられる。これによって、アノード電極と第１の電位
規定部材との間の放電が収まる。つまり、第１の電位規
定部材の抵抗値がアノード電極の抵抗値よりも大きいこ
とによって、放電時には第１の電位規定部材が電流制限
抵抗として働く。そして、放電が収まると第１の電位規
定部材の電位は平常状態に戻り、以後にアノード電極と
第１の電位規定部材との間により高い電界が生じた場合
にも同様に作用するので、上記の効果を継続的に期待で
きる。

【００２３】また、前記第１の電位規定部材の抵抗値は
前記アノード電極の抵抗値の１００倍以上の大きさを有
している構成としてもよい。

【００２４】さらに、前記第２の電位規定部材は、前記
第１の電位規定部材の正射影と重なるように配置されて
いる構成とすることが好ましく、さらには、前記第２の
電位規定部材は、前記第１の電位規定部材のうちの少な
くとも前記アノード電極に最も近い部分の正射影と重な
るように配置されている構成とすることが好ましい。あ
るいは、前記第２の電位規定部材は、前記アノード電極
の少なくとも外周端部の正射影と重なるように配置され
ている構成とすることが好ましい。第２の電位規定部材
をこのように配置することにより、第１の電位規定部材
のアノード電極側の端部における電界を弱めることが可
能になる。

【００２５】また、前記第２の電位規定部材は、前記フ
ェイスプレートの略全面に配置されている構成とするこ
とにより、第１の電位規定部材のアノード電極側端部に
おける電界を弱めながら、フェイスプレートの大気側
（観察者側）の面の電位を全域に渡って規定することが
可能になる。

【００２６】この場合、前記第２の電位規定部材は透明
な材料からなることが好ましい。ここで、「透明」と
は、可視光の平均透過率が概ね３０％以上であることを
いう。

【００２７】さらに、前記フェイスプレート上の、前記
第１の電位規定部材と前記アノード電極との間の領域に
は高抵抗膜が形成されている構成としてもよい。アノー
ド電極と第１の電位規定部材との間の絶縁面（フェイス
プレートの表面）は、フェイスプレートの材料であるガ
ラス等の誘電体と、アノード電極や第１の電位規定部材
の材料である金属と、フェイスプレートとリアプレート
との間に形成された真空空間とが近接する３重点となっ
て電界が集中することや、絶縁面の表面が帯電すること
から、放電の発生源となり易い。これを回避するため
に、上記本発明のように第１の電位規定部材とアノード
電極との間の領域の絶縁面に高抵抗膜を設けることで、
電界集中および帯電を防止し、放電を起し難くすること
が可能になる。

【００２８】さらに、高抵抗膜の表面抵抗値は、低すぎ
ると消費電力量が多くなり、逆に高すぎると電界集中お
よび帯電による影響を受けやすくなるため、１×１０⁷
［Ω／□］以上、１×１０¹⁶［Ω／□］以下であること
が好ましい。

【００２９】また、前記第１の電位規定部材は前記アノ
ード電極の全周囲にわたって配置されている構成として
もよい。

【００３０】さらに、前記第１の電位規定部材はグラウ
ンド電位に規定されている構成としてもよい。

【００３１】さらには、前記第２の電位規定部材はグラ
ウンド電位に規定されている構成としてもよい。

【００３２】また、前記フェイスプレートの前記第１の
電位規定部材を有する面とは反対側の面の、前記アノー
ド電極の形成領域に対応した部分に、絶縁層を介して設
けられた帯電防止膜を更に有し、前記フェイスプレート
の厚さをｔｇ、体積抵抗率をρｇ、前記絶縁層の厚さを
ｔｆ、体積抵抗率をρｆとすると、ｔｇ×ρｇ＜０．１
×ｔｆ×ρｆを満たすように構成してもよい。この場
合、フェイスプレートに電界をかけないため、フェイス
プレート表面にアルカリイオンが析出するのを回避でき
る。

【００３３】また、前記フェイスプレートの前記第１の
電位規定部材を有する面とは反対側の面の、前記アノー
ド電極の形成領域に対応した部分に、前記アノード電極
と同等の電位に規定された第３の電位規定部材を更に有
している構成としても良い。この場合もフェイスプレー
トのアルカリイオン析出防止に効果がある。

【００３４】更には、前記第３の電位規定部材の、前記
フェイスプレートに対面する面と反対側の面に、絶縁層
を介して帯電防止膜が設けられている構成としてもよ
い。この場合、表示装置表面が帯電することによる埃の
付着等を回避できる。

【００３５】また、前記電子ビーム源は表面伝導型電子
放出素子である構成としてもよい。

【００３６】

【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
ない場合は、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。

【００３７】（第１の実施形態）以下に、図１および図
２を参照して、本発明の第１の実施形態について説明す
る。図１は、本発明の第１の実施形態の画像表示装置を
フェイスプレート側から見た模式的平面図である。ま
た、図２は、図１のＡ−Ａ’線における模式的断面図で
ある。

【００３８】フェイスプレート１００６は、画像表示領
域を内包するアノード電極１１０１を有し、高圧取出し
部１１１０を通じてアノード電位が供給されている。高
圧取出し部１１１０には不図示の高圧導入端子がフェイ
スプレート１００６側に設けられており、その高圧導入
端子は高圧電源に接続されている。また、フェイスプレ
ート１００６上のアノード電極１１０１および高圧取出
し部１１１０の周囲には、全周にわたりグラウンド電位
（以下、「ＧＮＤ電位」という。）に規定された第１の
電位規定部材１１０２が設けられており、第１の電位規
定部材１１０２よりも外側の部分の電界を緩和し、側壁
１００５や不図示の構造物等とアノード電極１１０１と
の間に放電が生じることを防いでいる。

【００３９】また、フェイスプレート１００６のうち、
アノード電極１１０１および第１の電位規定部材１１０
２のある面の裏面（フェイスプレート１００６の大気
側）には、本発明の特徴的な構成である第２の電位規定
部材１１０３が配置されている。この第２の電位規定部
材１１０３は、ＧＮＤ電位に規定されている。

【００４０】上記のように、第２の電位規定部材１１０
３をフェイスプレート１１０６の大気側で、かつアノー
ド電極１１０１の正射影領域よりも外側に配置すること
により、第１の電位規定部材１１０２のアノード電極１
１０１側の端部の近傍における電界を弱めることがで
き、第１の電位規定電極１１０２とアノード電極１１０
１との間の絶縁耐圧を高くすることができる。

【００４１】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。なお、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
１５ｋＶになるまで放電が観測されなかった。

【００４２】以下に、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方法について、具体的な例を示
して説明する。

【００４３】図３は、本実施形態の表示パネルの斜視図
であり、その内部構造を示すために表示パネルの一部を
切り欠いて示している。

【００４４】図中、符号１００４は外容器底（「リアプ
レート」と表記する場合もある。）、符号１００５は側
壁、符号１００６はフェイスプレートをそれぞれ示して
おり、これらリアプレート１００４、側壁１００５、お
よびフェイスプレート１００６によって、表示パネルの
内部を真空に維持するための気密容器が形成されてい
る。

【００４５】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。本実施形態では、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。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。

【００４６】ここで、リアプレ−ト１００４には電子ビ
ーム源である表面伝導型放出素子１００１がＮ×Ｍ個形
成されている。ここで、Ｎ，Ｍは２以上の正の整数であ
り、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。本
実施形態においては、Ｎ＝１４４０，Ｍ＝４８０とし
た。Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子１００１は、Ｍ本の
行方向配線１００２とＮ本の列方向配線１００３とによ
り単純マトリクス状に配線されている。なお、これらの
表面伝導型放出素子１００１、行方向配線１００２、お
よび列方向配線１００３によって構成される部分をマル
チ電子ビーム源と呼ぶ。

【００４７】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１×１０のマイナス５乗
［Ｐａ］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
ッター膜（不図示）を形成する。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、
このゲッター膜の吸着作用により、気密容器内は１×１
０のマイナス３乗から１×１０のマイナス５乗［Ｐａ］
の真空度に維持される。

【００４８】次に、表示パネルに用いたマルチ電子ビ−
ム源について説明する。

【００４９】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状もしくはは
しご型に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。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。

【００５０】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、これは画像表示装
置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型では、絶縁層と上電極の膜
厚を薄くてしかも均一にする必要があるが、これも画像
表示装置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、比
較的製造方法が単純なため、画像表示装置の大面積化や
製造コストの低減が容易である。また、本発明者らは、
表面伝導型放出素子の中でも、電子放出部もしくはその
周辺部を微粒子膜から形成したものがとりわけ電子放出
特性に優れ、しかも製造が容易に行えることを見出して
いる。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマ
ルチ電子ビーム源に用いるには、このような表面伝導型
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
辺部を微粒子膜から形成した表面伝導型放出素子を用い
た。なお、マルチ電子ビーム源の作製方法については説
明を省略した。

【００５１】次に、表示パネルに用いたフェイスプレー
ト１００６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。

【００５２】フェイスプレート１００６の基板として
は、たとえばソーダライムガラス、Ｎａなどの不純物含
有量を減じたガラスや、アルカリ土類金属を成分に含み
電気絶縁性を高めたガラス（旭硝子（株）製のＰＤ２０
０等）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）製のＰＤ２００を用いた。このＰＤ
２００からなる基板を洗浄・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、その基板上に図４（ａ）に示すようなマトリク
ス状のブラックマトリクス１００９および高圧取出し部
１１１０を、スクリーン印刷法により厚さ１０μｍで作
製した。同時に、その基板上に、第１の電位規定部材１
１０２を図２に示す位置に配置されるように厚さ１０μ
ｍで形成した。このとき、ブラックマトリクス及び後述
のメタルバックからなるアノード電極１１０１から第１
の電位規定部材１１０２までの距離が４．０ｍｍになる
ようにした。なお、本実施形態では各部を上記のような
寸法としたが、これらの寸法はもちろんこれに限定され
るわけではない。しかし、表示パネルのうち画像表示領
域以外の大きさは小さいことが望ましいので、上記のよ
うな寸法とすることが好ましい。

【００５３】ブラックマトリクス１００９は、蛍光体の
混色を防止するためや、電子ビームが多少ずれても色ず
れを起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ため、等の理由で設けられるもの
である。本実施形態ではスクリーン印刷法によりブラッ
クマトリックス１００９を作製しているが、ブラックマ
トリックス１００９の作製方法は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。また、本実施形態では、ブラッ
クマトリクス１００９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、ブラ
ックマトリクス１００９の材料は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。またブラックマトリクス１００９は、本実
施形態では、図４（ａ）のようにマトリクス状に作製し
たが、この形状はもちろんこれに限定される訳ではな
く、図４（ｂ）に示すようなデルタ状配列や、ストライ
プ状配列（不図示）や、あるいはそれ以外の配列であっ
ても良い。

【００５４】次に、図４（ａ）に示すブラックマトリク
ス１００９の開口部に、赤色、青色、緑色の蛍光体ペー
ストを用いて、スクリーン印刷法により３色の蛍光体膜
１００７（図３参照）を１色づつ３回に分けて作製し
た。本実施形態ではスクリーン印刷法を用いて蛍光体膜
を作製したが、蛍光体膜の作製方法はもちろんこれに限
定されるわけではなく、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。また、蛍光体はＣＲＴの
分野で用いられているＰ２２の蛍光体とし、各色の蛍光
体には、「Ｐ２２−ＲＥ３：Ｙ２０２Ｓ：Ｅｕ³⁺」（赤
色）、「Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ」（青
色）、「Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ」（緑
色）を用いた。しかし、蛍光体はもちろんこれに限定さ
れるわけではなく、その他の蛍光体を用いても良い。

【００５５】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（本実施形態ではＡｌからなる）を作製し、最
後に樹脂中間層を熱分解除去させることにより、厚さ１
００ｎｍのメタルバック１００８を作製した。

【００５６】次に、本発明の特徴的な構成である、フェ
イスプレート１００６に配置される第２の電位規定部材
１１０３の作製方法について述べる。

【００５７】まず、第２の電位規定部材１１０３とし
て、図２に示すようにフェイスプレート１００６の大気
側（アノード電極１１０１等の裏面側）の、アノード電
極１１０１と第１の電位規定部材１１０２との間の領域
に、真空蒸着法により１００ｎｍのＡｌ薄膜を作製し
た。本実施形態では、真空蒸着法で第２の電位規定部材
１１０３を形成したが、第２の電位規定部材１１０３の
製法はもちろんこれに限定されるわけではなく、たとえ
ばスパッタ法、ＣＶＤ法などで形成してもよい。

【００５８】本実施形態では、第２の電位規定部材１１
０３の材料として、真空蒸着法で作製した１００ｎｍの
厚さのＡｌを用いた。ただし、第２の電位規定部材１１
０３の材料には、電位が規定できるよう充分に低い抵抗
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
いはこれらの合金、Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，ＲｕＯ₂，Ｐｄ
−Ａｇ等の金属や金属酸化物とガラス等とから構成され
る印刷導体、Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ₂等の透明導体、ポリシ
リコン等の半導体材料、導電性を付与したテープ類、あ
るいは画像表示パネルの筐体などの金属ブロック、等か
ら適宜選択することができる。

【００５９】その後、このように作製したフェイスプレ
ート１００６のアノード電極１１０１を、高圧導入端子
１０１１を介して高圧電源１０１２に接続した。また、
第１の電位規定部材１１０２および第２の電位規定部材
１１０３をＧＮＤ電位に接続した。

【００６０】以上の工程によって、本発明を適用した画
像表示装置の表示パネルが製造される。

【００６１】＜他の実施形態＞次に、本発明の画像表示
装置の他の実施形態について説明する。ただし、第２の
実施形態以降では、画像表示装置の全般構成は第１の実
施形態と同様であるため、各実施形態において特徴的な
部分のみの説明を行う。

【００６２】（第２の実施形態）図５を参照して本発明
の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の
第２の実施形態にかかる画像表示装置の模式的断面図で
ある。

【００６３】第２の実施形態にかかる画像表示装置も、
第１の実施形態と同様に、フェイスプレート１００６
は、画像領域を内包するアノード電極１１０１と、その
全周にわたって配置されている第１の電位規定部材１１
０２とを有している。これにより、第１の電位規定部材
１１０２よりも外側の部分の電界を緩和し、不図示の側
壁や構造物等とアノード電極との間に放電が生じること
を防いでいる。また、フェイスプレート１００６のう
ち、アノード電極１１０１および第１の電位規定部材１
１０２のある面の裏面には、本発明の特徴的な構成であ
る第２の電位規定部材１１０３が配置されている。そし
て、この第２の電位規定部材１１０３は、ＧＮＤ電位に
規定されている。

【００６４】本実施形態における第２の電位形成部材１
１０３は、図５に示すように、フェイスプレート１００
６の大気側（アノード電極１１０１等の形成されていな
い側（裏面側））の、アノード電極１１０１と第１の電
位規定部材１１０２との間の領域であって、アノード電
極１１０１の外周端部の正射影と重なり合う領域に形成
されている。さらに、本実施形態における第２の電位形
成部材１１０３は、スパッタ法により形成された２００
ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎ₂０₃−ＳｎＯ₂）で構成されてい
る。第２の電位規定部材１１０３をＩＴＯのような透明
電極で構成することにより、ユーザが表示パネルを見た
ときに第２の電位規定部材１１０３を認識し難くするこ
とができる。

【００６５】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２０ｋＶまで放電は観測されなかった。

【００６６】（第３の実施形態）次に、図６を参照して
本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本
発明の第３の実施形態にかかる画像表示装置の模式的断
面図である。

【００６７】本実施形態では、第２の電位規定部材１１
０３は、図６に示すようにフェイスプレート１００６の
大気側（アノード電極１１０１等の裏面側）の、フェイ
スプレート１００６の端部から第１の電位規定部材１１
０２のアノード電極１１０１側の端部の正射影と一致す
る位置までの領域に接触する、表示パネル筐体１１０４
の金属部分からなる。つまり、第２の電位規定部材１１
０３は、第１の電位規定部材１１０２の全体の正射影と
重なるように配置されている。この第２の電位規定部材
１１０３、すなわち表示パネル筐体１１０４の金属部分
は、ＧＮＤ電位に規定されている。尚、本例のように、
フェイスプレートの大気側の面のうちの、第一の電位規
定部材のアノード側の端部に対応する領域に第二の電位
規定電極がかかる配置関係も、発明が定義する、第１の
電位規定部材とアノード電極との間の領域に対応した部
分に該当している。

【００６８】本例の構成においては、第２の電位規定部
材１１０３として表示パネル筐体１１０４を用いること
により、フェイスプレート１００６上に新たに電位規定
部材を作製する必要がなくなるので、画像表示装置の低
コスト化を図ることが可能となる。

【００６９】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
１２ｋＶまで放電は観測されなかった。

【００７０】（第４の実施形態）次に、図７を参照し
て、本発明の第４の実施形態について説明する。図７
は、本発明の第４の実施形態にかかる画像表示装置の模
式的断面図である。

【００７１】本実施形態では、フェイスプレート１００
６の大気側（アノード電極１１０１等の裏面側）の、第
１の電位規定部材１１０２の全体の正射影の領域から、
アノード電極１１０１と第１の電位規定部材１１０２と
の間の領域までの部分に、第２の電位規定部材１１０３
として、酸化錫（ＳｎＯ₂）とシリカの微粒子との混合
物をスプレー塗布した膜（不図示）を形成し、これをＧ
ＮＤ電位に規定した。なお、このように第２の電位規定
部材１１０３が酸化錫とシリカの微粒子とからなる概ね
透明である材料で形成されていることにより、第２の電
位規定部材１１０３を観察者から認識し難くすることが
できる。

【００７２】また、フェイスプレート１００６の第１の
電位規定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の
沿面（フェイスプレート基板の表面）をガラス面（誘電
体）にすると、前述したような３重点となって電界集中
が起こることや、その沿面が帯電することから、放電の
原因となる。そのため、本実施形態の画像表示装置は、
そのガラス面上に高抵抗膜１１０５を設けている。高抵
抗膜１１０５には第１の電位規定部材１１０２とアノー
ド電極１１０１との間の電圧（アノード電圧Ｖａ）を高
抵抗膜１１０５の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。
そこで、高抵抗膜１１０５の抵抗値Ｒｓは、帯電防止お
よび省消費電力化の観点から、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１１０５の表
面抵抗Ｒ／□は１×１０の１６乗Ω以下であることが好
ましい。さらに、十分な帯電防止効果を得るためには、
高抵抗膜１１０５の表面抵抗Ｒ／□は１×１０の１４乗
Ω以下がさらに好ましい。一方、表面抵抗の下限値は、
高抵抗膜１１０５が形成される個所の形状と電極間に印
加される電圧により左右されるが、１×１０の７乗Ω以
上であることが好ましい。

【００７３】高抵抗膜１１０５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。その理由はこれらの酸化物は二次電子放出効率が比
較的小さく、帯電しにくいためと考えられるためであ
る。金属酸化物以外でも、炭素は二次電子放出効率が小
さいので、高抵抗膜１１０５の材料として好ましい。

【００７４】高抵抗膜１１０５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。これらの
材料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，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ、Ｍｏ，Ｈｆ，Ｗ等が挙げられる。

【００７５】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。カーボン膜を用
いる際には蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣ
ＶＤ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。

【００７６】本実施形態の高抵抗膜１１０５では、この
うち帯電防止膜として、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窒化物を用いた。この高抵抗
膜１１０５の表面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒｓ
は、２×１０¹¹［Ω／□］であった。

【００７７】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
１８ｋＶになるまで放電は観測されなかった。

【００７８】（第５の実施形態）次に、図８を参照し
て、本発明の第５の実施形態について説明する。図８
は、本発明の第５の実施形態にかかる画像表示装置の模
式的断面図である。

【００７９】本実施形態では、第２の電位規定部材１１
０３として、フェイスプレート１００６の大気側（アノ
ード電極１１０１等の裏面側）の、フェイスプレート１
００６の端部からアノード電極１１０１の外周端部の正
射影までの部分に、銅からなる基材の上に導電性微粒子
が混入されている粘着剤が設けられた導電性テープを貼
り付け、これをＧＮＤ電位に規定した。このように第２
の電位規定部材１１０３を導電性テープで形成すること
で、表示パネルの形成後に第２の電位規定部材１１０３
を容易に配置することが可能になる。そのため、表示パ
ネルの形成時に不備が生じた場合でも第２の電位規定部
材１１０３を無駄にすることが無くなるので、画像表示
装置の低コスト化を図ることが可能になる。

【００８０】本実施形態でも、第４の実施形態で説明し
た理由から、フェイスプレート１００６の第１の電位規
定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の沿面に
は高抵抗膜１１０５が設けられている。高抵抗膜１１０
５としては、スプレー法により作製したグラファイト粒
子を適当な密度で分散させた膜を用いた。この高抵抗膜
１１０５の表面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒｓは５
×１０¹⁴［Ω／□］であった。

【００８１】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２３ｋＶになるまで放電は観測されなかった。

【００８２】（第６の実施形態）次に、図９を参照し、
本発明の第６の実施形態について説明する。図９は、本
発明の第６の実施形態にかかる画像表示装置の模式的断
面図である。

【００８３】本実施形態では、第２の電位形成部材１１
０３として、フェイスプレート１００６の大気側（アノ
ード電極等の裏面側）の略全面に、ＩＴＯ（Ｉｎ₂０₃−
ＳｎＯ₂）膜とＳｉＯ₂膜との積層膜が設けられており、
この積層膜はＧＮＤ電位に規定されている。このよう
に、フェイスプレート１００６の大気側の略全面に、Ｇ
ＮＤ電位に規定された電極として機能する積層膜を設け
ることにより、フェイスプレート１００６の大気側の電
位が上昇しなくなり、より安定に駆動できる。また、第
２の電位規定部材１１０３をＩＴＯとＳｉＯ₂との積層
膜で構成することにより、第２の電位規定部材１１０３
を外光の反射を減らすＡＲ（反射防止）層として機能さ
せることも可能になる。

【００８４】また、本実施形態でも、第４の実施形態で
説明した理由から、フェイスプレート１００６の第１の
電位規定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の
沿面には高抵抗膜１１０５が設けられている。高抵抗膜
１１０５としては、スプレー法により作製したグラファ
イト粒子を適当な密度で分散させた膜を用いた。この高
抵抗膜１１０５の表面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒ
ｓは５×１０¹⁴［Ω／□］であった。

【００８５】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２３ｋＶになるまで放電は観測されなかった。

【００８６】（第７の実施形態）次に、図１０を参照し
て、本発明の第７の実施形態について説明する。図１０
は、本発明の第７の実施形態にかかる画像表示装置の模
式的断面図である。

【００８７】本実施形態では、第２の電位形成部材１１
０３として、フェイスプレート１００６の大気側（アノ
ード電極１１０１等の裏面側）の略全面に、透明なフィ
ルム基材１１０６上に導電性微粒子を分散した粘着剤
（この粘着剤の部分が第２の電位規定部材１１０３とな
る）を備えたフィルムを貼り付け、フェイスプレート１
００６の表面をＧＮＤ電位に規定している。このように
導電性微粒子を分散した粘着剤は、粘着剤部分の抵抗値
をフェイスプレート１００６の抵抗値よりも下げること
により、フェイスプレート１００６の大気側表面をＧＮ
Ｄ電位に規定することができ、電位規定部材としての機
能を果たすことができる。また、上記のようにフェイス
プレート１００６の全面に透明なフィルムを貼り付ける
ことにより、画像表示装置のフェイスプレートが万が一
割れた場合であっても、ガラスの飛散を防止できるた
め、画像表示装置の安全性を高めることができる。

【００８８】また、本実施形態でも、第４の実施形態で
説明した理由から、フェイスプレート１００６の第１の
電位規定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の
沿面には高抵抗膜１１０５が設けられている。高抵抗膜
１１０５としては、スプレー法により作製したグラファ
イト粒子を適当な密度で分散させた膜を用いた。この高
抵抗膜１１０５の表面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒ
ｓは５×１０¹⁴［Ω／□］であった。

【００８９】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２３ｋＶになるまで放電は観測されなかった。

【００９０】（第８の実施形態）次に、図１１を参照し
て、本発明の第８の実施形態について説明する。図１１
は、本発明の第８の実施形態にかかる画像表示装置の模
式的断面図である。

【００９１】本実施形態では、第２の電位規定部材１１
０３として、フェイスプレート１００６の大気側（アノ
ード電極１１０１等の裏面側）の略全面に、透明なフィ
ルム基材１１０６上に粘着剤１１０８および導電性膜１
１０７を備えたフィルムを貼り付けており、そのうちの
導電性膜１１０７をＧＮＤ電位に規定している。このよ
うな構成では、フェイスプレート１００６の大気側表面
の電位は、粘着剤１１０８、フィルム基材１１０６、お
よび導電性膜１１０７の抵抗値と、フェイスプレート１
００６の基板の抵抗値との比によって決まる。例えば、
フェイスプレート１００６の抵抗値が、粘着剤１１０
８、フィルム基材１１０６、および導電性膜１１０７の
抵抗値よりも十分大きければ、フェイスプレート１００
６の大気側表面は概ねＧＮＤ電位となる。本実施形態で
は、フェイスプレート１００６の基板として、厚み２．
８ｍｍの、アルカリ成分の少ないガラスである旭硝子
（株）製のＰＤ２００を用いている。そのため、フェイ
スプレート１００６の大気側表面の電位が概ねＧＮＤ電
位になるように、粘着剤１１０８はＩＴＯ等の透明な微
粒子を分散したアクリル系粘着材を用いて厚みが０．０
５ｍｍとなるように形成し、フィルム基材１１０６はＴ
ＡＣ（３酢酸セルロース）を用いて厚みが０．１ｍｍに
なるように形成した。

【００９２】また、フェイスプレート１００６に青板ガ
ラスなどのナトリウム含有量の多いものを用いた場合、
フェイスプレート１００６内のナトリウム原子の移動を
防止するためには、フェイプレート１００６の大気側表
面の電位が概ねＶａ電位になるようにするのが好まし
い。そのため、フェイスプレート１００６が、例えば厚
みが２．８ｍｍの青板ガラスからなる場合には、粘着剤
１１０８はアクリル系粘着材を用いて厚みが０．０５ｍ
ｍになるように形成し、フィルム基材１１０６はＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタラート）を用いて厚みが０．３
ｍｍになるように形成すればよい。なお、上記のように
フェイスプレート１００６の全面に透明フィルムを貼り
付けることにより、画像表示装置のフェイスプレートが
万が一割れた場合であっても、ガラスの飛散を防止する
ことができるため、画像表示装置の安全性を高めること
ができる。

【００９３】また、本実施形態でも、第４の実施形態で
説明した理由から、フェイスプレート１００６の第１の
電位規定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の
沿面には高抵抗膜１１０５が設けられている。高抵抗膜
１１０５としては、スプレー法により作製したグラファ
イト粒子を適当な密度で分散させた膜を用いた。この高
抵抗膜１１０５の表面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒ
ｓは５×１０¹⁴［Ω／□］であった。

【００９４】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２３ｋＶになるまで放電は観測されなかった。

【００９５】（第９の実施形態）本実施形態は、第１の
実施形態の構成における第１の電位規定部材１１０２の
抵抗値をアノード電極１１０１の抵抗値に比べて大きく
した点を除いては、第１の実施形態と同様である。具体
的には、アノード電極１１０１の外周がＡｌのメタルバ
ックで規定されるように、ブラックマトリクス及び蛍光
体をメタルバックが覆う構造とし、またＡｌメタルバッ
クの抵抗値は２．５Ωと極めて低抵抗なものとした。ま
た第１の電位規定部材１１０２としてカーボンとガラス
フリットの混合物からなる１０ｋΩのガード電極を用い
た。

【００９６】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
２５ｋＶのときに放電が観測されたが、第１の電位規定
部材１１０２の電流制限抵抗機能によって放電の規模は
小さくなり、画像表示装置へのダメージ、具体的には、
メタルバックやガード電極（第１の電位規定部材１１０
２）への損傷もほとんどなく、画像表示装置はその後も
良好な画像表示が可能であった。

【００９７】（第１０の実施形態）本実施形態は、第９
の実施形態の構成において、アノード電極１１０１と第
１の電位規定部材１１０２との間を高抵抗膜で覆った構
成にした以外は、第９の実施形態と同様の構成である。

【００９８】具体的には、高抵抗膜として、第４の実施
形態と同様のタングステンとゲルマニウムとからなる窒
化膜を用いた。このような構成とすることにより、さら
に高電界に耐えうる構成となる。つまり、上述した通
り、アノード電極１１０１へのより高電圧の印加や、ア
ノード電極１１０１と第１の電位規定部材１１０２とを
より近接して配置することが可能となる。

【００９９】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となる。具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
本実施形態においては、アノード電圧Ｖａを強制的に上
昇させたところ、Ｖａが２５ｋＶのときにおいても、放
電は観測されなかった。アノード電圧Ｖａをさらに上昇
させ、Ｖａが２７ｋＶになったときに放電が観測された
が、第１の電位規定部材１１０２の電流制限抵抗機能に
よって、放電の規模は小さくなり、画像表示装置へのダ
メージ、具体的には、メタルバックやガード電極（第１
の電位規定部材１１０２）への損傷もほとんどなく、画
像表示装置はその後も良好な画像表示が可能であった。

【０１００】続いて、本発明のより好ましい実施形態で
ある以下の第１１の実施形態から第１３の実施形態を説
明する。

【０１０１】以下の各実施形態においては、フェイスプ
レート１００６の第１の電位規定部材１１０２及びアノ
ード電極１１０１を設けた面と反対側の面における、ア
ノード電極１１０１の正射影領域の電位をアノード電位
と略同程度の電位とする。これによって、フェイスプレ
ート１００６の表面にアルカリイオンが析出することに
よって画像の劣化が生じることを回避する。なお、ここ
で、アノード電位と略同電位とは、アノード電位の±１
０％の範囲内の電位を意味する。

【０１０２】（第１１の実施形態）以下に、図１２を参
照して本発明の第１１の実施形態について説明する。

【０１０３】図１２に、本発明の第１１の実施形態の画
像表示装置における、図１のＡ−Ａ’線に対応する位置
での模式的な断面図を示す。

【０１０４】ソーダライムガラス製で３ｍｍ厚のフェイ
スプレート１００６は、画像表示領域を内包するアノー
ド電極１１０１を有し、高圧取出し部（不図示）を通じ
てアノード電位が供給されている。高圧取出し部には不
図示の高圧導入端子がフェイスプレート１００６側に設
けられており、高圧電源に接続されている。またフェイ
スプレート１００６上のアノード電極１１０１および高
圧引出し部の周囲には、全周にわたりＧＮＤ電位に規定
された第１の電位規定部材１１０２が設けられており、
第１の電位規定電極１１０２より外側の部分の電界を緩
和し、側壁（不図示）や不図示の構造物などとアノード
電極１１０１との放電を防いでいる。フェイスプレート
１００６の外側には、絶縁膜（絶縁層）１１０６を介し
て設けられた帯電防止膜１１０９を有している。本実施
形態では絶縁膜１１０６の材質として、ポリエチレンテ
レフタラート（ＰＥＴ）を用いることとし、帯電防止膜
１１０９としてはＩＴＯの透明導電膜を作製したが、も
ちろんこれに限定される訳ではなく、たとえば導電性の
高分子を塗布し帯電防止膜にしても良い。貼り合わせに
は、絶縁膜１１０６に透明な粘着剤を塗布し、フェイス
プレート１００６に貼り合わせたが、もちろんこの方法
に限定される訳ではなく、たとえば透明な接着剤を用い
てもよい。

【０１０５】また、フェイスプレート１００６と絶縁膜
１１０６の界面のうち、第１の電位規定部材１１０２を
正射影した領域には、第２の電位規定部材１１０３が配
置されており、ＧＮＤ電位に規定されている。上記のよ
うに第２の電位規定部材１１０３をフェイスプレート１
１０６の第１の電位規定部材１１０２を正射影した領域
に配置することにより、第１の電位規定部材１１０２の
アノード電極１１０１側の端部近傍における電界を弱め
ることができ、第１の電位規定電極１１０２とアノード
電極１１０１との間の絶縁耐圧を高くすることができ
る。

【０１０６】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材１１０３を有しない画像表示装置に比べて
高電圧での駆動が可能となり、具体的には、アノード電
圧Ｖａを１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測さ
れず、良好な画像表示装置を得ることができた。また、
アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが
１５ｋＶのときに放電が観測された。

【０１０７】また、フェイスプレートと１００６と絶縁
膜１１０６との界面のうち、アノード電極１１０１を正
射影した領域１１１２は、フェイスプレート１００６と
絶縁膜１１０６の抵抗値の比で決まる電位に規定されて
いる。

【０１０８】ここで、上記のようにフェイスプレート１
００６をソーダライムガラス製の３ｍｍ厚のものとし、
絶縁膜１１０６をＰＥＴ製とした場合に、フェイスプレ
ート１００６と絶縁膜１１０６との界面の電位Ｖｂは以
下のように表される。

【０１０９】Ｖｂ＝Ｒｆ×Ｖａ／（Ｒｇ＋Ｒｆ）Ｒｇ＝ｔｇ×ρｇＲｆ＝ｔｆ×ρｆここでフェイスプレート１００６の体積抵抗率ρｇは
７．０×１０¹⁴［Ω・ｃｍ］、厚さｔｇは０．３［ｃ
ｍ］であり、絶縁膜１１０６の体積抵抗率ρｆは２．０
×１０¹⁶［Ω・ｃｍ］、厚さｔｆは０．１［ｃｍ］であ
る。ただし、これらの値は室温時のものとする。したが
って、ＶｂはほぼＶａと等しくなるためにフェイスプレ
ート１００６にはほとんど電圧はかからず、ガラス内部
に電界が生じないためアルカリイオンは移動しない。本
実施形態では、絶縁膜１００６として厚さ１ｍｍのＰＥ
Ｔを用いたが、もちろんこれに限定されたわけではな
く、材料としては透明な材料であれば良く、その厚さ
は、一般的にフィルムといわれる厚さである０．１ｍｍ
から、視差ができない程度の厚さである５ｍｍ程度であ
れば良い。

【０１１０】以上のように、フェイスプレート１００６
に絶縁膜１１０６を介して帯電防止膜１１０４を設ける
ことにより、画像表示装置の外側表面が帯電せず、観察
者に不快な放電が発生する、埃が付着することにより画
像が見にくくなるといったことが回避できた。

【０１１１】（第１２の実施形態）次に、図１３を参照
して本発明の第１２の実施形態について説明する。

【０１１２】第１１の実施形態と同様に、フェイスプレ
ート１００６は、アノード電極１１０１および第１の電
位規定部材１１０２を有している。第１の電位規定部材
１１０２を正射影した領域には第２の電位規定部材とし
て金属箔（銅）テープ１１０３を貼りつけ、これをＧＮ
Ｄ電位に接続した。またアノード電極１１０１を正射影
した領域には第３の電位規定部材であるＩＴＯの透明電
極１１１３を設け、これをアノード電極１１０１と高圧
端子１１１１を介して接続し、アノード電位に規定し
た。また絶縁膜１１０６としてはＴＡＣ（３酢酸セルロ
ース）を厚み１．０ｍｍで用いた。このような構成にす
ることにより、アノード電極１１０１とその正射影領域
を同電位に規定できるため、フェイスプレート１００６
のガラス材料や絶縁膜１１０６の材料などによらず、フ
ェイスプレート１００６の内部に電界が生じないため、
アルカリイオンが析出せずに、画質が劣化しない画像表
示装置を得ることができた。

【０１１３】（第１３の実施形態）次に、図１４を参照
して本発明の第１３の実施形態について説明する。

【０１１４】第１１の実施形態と同様に、フェイスプレ
ート１００６は、アノード電極１１０１および第１の電
位規定部材１１０２を有している。ここで、フェイスプ
レート１００６のガラス基板として厚さ３ｍｍの旭硝子
（株）製のＰＤ２００を使用した。第１の電位規定部材
１１０２を正射影した領域には、第１２の実施形態と同
様に、第２の電位規定部材として金属箔（銅）テープ１
１０３を貼りつけ、これをＧＮＤ電位に接続した。また
アノード電極１１０１を正射影した領域は、第１１の実
施形態と同様に、フェイスプレート１００６のガラス材
料（ＰＤ２００／厚さ３ｍｍ）と絶縁膜１１０６の材料
（本実施形態ではポリカーボネート／厚さ０．５ｍｍ）
の抵抗の比により電位を規定する。ここで、第１１の実
施形態と同様に、フェイスプレート１００６と絶縁膜１
１０６の領域１１１２における界面の電位Ｖｂは以下の
ように表される。

【０１１５】Ｖｂ＝Ｒｆ×Ｖａ／（Ｒｇ＋Ｒｆ）Ｒｇ＝ｔｇ×ρｇＲｆ＝ｔｆ×ρｆここでフェイスプレート１００６の体積抵抗率ρｇは
１．０×１０¹⁵［Ω・ｃｍ］、厚さｔｇは０．３［ｃ
ｍ］であり、絶縁膜１１０６の体積抵抗率ρｆは２．１
×１０¹⁶［Ω・ｃｍ］、厚さｔｆは０．２［ｃｍ］であ
る。したがってＶｂは約９．３ｋＶとなり、フェイスプ
レート１００６に印加される電圧は約０．７ｋＶとな
り、アルカリイオンが析出せずに、画質が劣化しない画
像表示装置を得ることができた。

【０１１６】またフェイスプレート１００６の第１の電
位規定部材１１０２とアノード電極１１０１との間の沿
面（フェイスプレート基板表面）をガラス面（誘電体）
にすると、前述したように３重点での電界集中が起こる
ことや沿面が帯電することから放電の原因となる。その
ため、本実施形態の画像表示装置は上記ガラス面上に高
抵抗膜１１０５を設けている。

【０１１７】本実施形態では、高抵抗膜１１０５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
テンの窒化物を用いた。この際の高抵抗膜１１０５の表
面抵抗値Ｒｓを測定したところ、Ｒｓは２×１０¹¹［Ω
／□］であった。

【０１１８】このような構成の画像表示装置は、第２の
電位規定部材を有しない画像表示装置に比べて高電圧で
の駆動が可能となり、具体的には、アノード電圧Ｖａを
１０ｋＶとして駆動したところ、放電は観測されず、良
好な画像表示装置を得ることができた。また、アノード
電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａが１８ｋＶ
であるまでは放電が観測されなかった。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像表示
装置は、フェイスプレートの、アノード電極の第１の電
位規定部材側の端部よりも第１の電位規定部材側に対応
した部分であって、第１の電位規定部材を有する面とは
反対側の面に配置され、アノード電極よりも低い電位に
規定された第２の電位規定部材を更に有しているので、
第１の電位規定部材の、アノード電極側の端部における
電界を実効的に弱めることができる。そのため、画像表
示装置の奥行きや額縁領域を小さくしつつも画像表示装
置の絶縁耐圧を向上させることができ、画像表示装置の
信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の画像表示装置をフェ
イスプレート側から見た模式的平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’線における模式的断面図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る表示パネルを、
一部を破断して示す斜視図である。

【図４】本発明の画像表示装置に用いられるブラックマ
トリクスの例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態にかかる画像表示装置
の模式的断面図である。

【図６】本発明の第３の実施形態にかかる画像表示装置
の模式的断面図である。

【図７】本発明の第４の実施形態にかかる画像表示装置
の模式的断面図である。

【図８】本発明の第５の実施形態にかかる画像表示装置
の模式的断面図である。

【図９】本発明の第６の実施形態にかかる画像表示装置
の模式的断面図である。

【図１０】本発明の第７の実施形態にかかる画像表示装
置の模式的断面図である。

【図１１】本発明の第８の実施形態にかかる画像表示装
置の模式的断面図である。

【図１２】本発明の第１１の実施形態にかかる画像表示
装置の模式的断面図である。

【図１３】本発明の第１２の実施形態にかかる画像表示
装置の模式的断面図である。

【図１４】本発明の第１３の実施形態にかかる画像表示
装置の模式的断面図である。

【図１５】フェイスプレートの内部の電位分布を表す断
面図である。

【図１６】従来の画像表示装置の表示パネルを、一部を
切り欠いて示した斜視図である。

【図１７】図１６に示した画像表示装置の表示パネルの
断面を模式的に示す図である。

【図１８】従来の他の表示パネルの模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

１００１表面伝導型放出素子１００２行方向配線１００３列方向配線１００４リアプレート１００５側壁１００６フェイスプレート１００７蛍光体膜１００８メタルバック１００９ブラックマトリクス１０１１高圧導入端子１０１２高圧電源１１０１アノード電極１１０２第１の電位規定部材１１０３第２の電位規定部材１１０４表示パネル筐体１１０５高抵抗膜１１０６フィルム基材１１０７導電性膜１１０８粘着材１１０９帯電防止膜１１１０高圧取出し部１１１１高圧端子１１１２領域１１１３第３の電位規定部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビーム源を有するリアプレートと、電子加速電位に規定されたアノード電極、および、該ア
ノード電極から離れて配置され、かつ前記アノード電極
よりも低い電位に規定された第１の電位規定部材を前記
リアプレートと対向する面上に有するフェイスプレート
と、を備えた画像表示装置において、前記フェイスプレートの、前記アノード電極の前記第１
の電位規定部材側の端部よりも前記第１の電位規定部材
側に対応した部分であって、前記第１の電位規定部材を
有する面とは反対側の面に配置され、前記アノード電極
よりも低い電位に規定された第２の電位規定部材を更に
有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記第２の電位規定部材は、前記フェイ
スプレートの、前記第１の電位規定部材とアノード電極
との間の領域に対応した部分であって、前記第１の電位
規定部材を有する面とは反対側の面に配置されている、
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記第１の電位規定部材の抵抗値が前記
アノード電極の抵抗値よりも大きい、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１の電位規定部材の抵抗値は前記
アノード電極の抵抗値の１００倍以上の大きさを有して
いる、請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記第２の電位規定部材は、前記第１の
電位規定部材の正射影と重なるように配置されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記第２の電位規定部材は、前記第１の
電位規定部材のうちの少なくとも前記アノード電極に最
も近い部分の正射影と重なるように配置されている、請
求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】前記第２の電位規定部材は、前記アノー
ド電極の少なくとも外周端部の正射影と重なるように配
置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の
画像表示装置。
【請求項８】前記第２の電位規定部材は、前記フェイ
スプレートの略全面に配置されている、請求項１から４
のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】前記第２の電位規定部材は透明な材料か
らなる、請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記フェイスプレート上の、前記第１
の電位規定部材と前記アノード電極との間の領域には高
抵抗膜が形成されている、請求項１から９のいずれか１
項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記高抵抗膜の表面抵抗値が１×１０
⁷［Ω／□］以上である、請求項１０に記載の画像表示
装置。
【請求項１２】前記高抵抗膜の表面抵抗値が１×１０
¹⁶［Ω／□］以下である、請求項１０に記載の画像表示
装置。
【請求項１３】前記第１の電位規定部材は前記アノー
ド電極の全周囲を取り囲むように配置されている、請求
項１から１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】前記第１の電位規定部材はグラウンド
電位に規定されている、請求項１から１３のいずれか１
項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】前記第２の電位規定部材はグラウンド
電位に規定されている、請求項１から１４のいずれか１
項に記載の画像表示装置。
【請求項１６】前記フェイスプレートの前記第１の電
位規定部材を有する面とは反対側の面の、前記アノード
電極の形成領域に対応した部分に、絶縁層を介して設け
られた帯電防止膜を更に有し、前記フェイスプレートの
厚さをｔｇ、体積抵抗率をρｇ、前記絶縁層の厚さをｔ
ｆ、体積抵抗率をρｆとすると、ｔｇ×ρｇ＜０．１×
ｔｆ×ρｆを満たすことを特徴とする、請求項１から１
５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１７】前記フェイスプレートの前記第１の電
位規定部材を有する面とは反対側の面の、前記アノード
電極の形成領域に対応した部分に、前記アノード電極と
同等の電位に規定された第３の電位規定部材を更に有し
ていることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか
１項に記載の画像表示装置。
【請求項１８】前記第３の電位規定部材の、前記フェ
イスプレートに対面する面と反対側の面に、絶縁層を介
して帯電防止膜が設けられていることを特徴とする請求
項１７に記載の画像表示装置。
【請求項１９】前記電子ビーム源は表面伝導型電子放
出素子である、請求項１から１８のいずれか１項に記載
の画像表示装置。