JP2006173093A

JP2006173093A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006173093A
Application number: JP2005319129A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamazaki; 康二山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2006-06-29
Also published as: KR100690405B1; US7247981B2; KR20060055412A; US20060103293A1

Abstract

【課題】アノード電極からの沿面放電を防止するガード電極を、スペーサとの間での異常放電を発生させることなく配置する。
【解決手段】アノード電極であるメタルバック１９から一定の距離（ｘ）をおいて配置されるガード電極２２とスペーサ２０との距離（Ｌｇ）を、上記ｘとスペーサ２０の高さ（ｈｓ）との比（ｘ／ｈｓ）に応じて、放電の発生しない所定の距離に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子放出素子を用いた平面型の画像形成装置に関する。

従来、ＣＲＴを始めとする画像表示装置は、より一層の大画面化が求められ、大画面化に伴う装置の薄型化・軽量化が重要な課題となっている。このような薄型化・軽量化が可能な画像表示装置として、本出願人は表面伝導型電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置を提案している。このような電子放出素子を用いた画像表示装置は、複数の電子放出素子を備えたリアプレートと、電子の照射によって発光する発光部材とアノード電極とを備えたフェースプレートとを、周縁部に枠材を介して封止することにより、真空容器を形成してなる。

上記電子放出素子を用いてなる画像形成装置においては、表示輝度が加速電位に依存するため、高輝度を得るためには加速電位を高くする必要がある。また、装置の薄型化のためには、リアプレートとフェースプレートとの基板間距離を小さくしなければならない。そのため、基板間にはかなり高い電界が生じることになり、高電圧を印加されたアノード電極と他の部材との間で放電を生じる場合があった。

特許文献１は、フェースプレート表面のアノード電極の外側にガード電極を配置し、該ガード電極をアノード電極よりも低電位に設定して、アノード電極と他の部材との間で生じる沿面放電を防止した構成が記載されている。

特開２００２−２３７２６８号公報（ＥＰ１２２０２７３Ａ）

特許文献１に記載されたガード電極はスペーサと接触させて配置することにより、耐圧向上を図っているが、ガード電極をスペーサに確実に接触させることは容易ではなく、生産性の点から好ましくない。また、接触が不十分で電極とスペーサとの間に微小な間隙が生じた場合には、スペーサとガード電極との間で放電を生じてしまう。

本発明の目的は、上記問題を解決し、生産性がよく、且つスペーサとの間で放電の生じないガード電極を配置して、アノード電極と他の部材との間での沿面放電を良好に防止した画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、
複数の電子放出素子とカソード電極とを備えたカソード基板と、該カソード基板に対向配置され、該電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材とアノード電極とガード電極とを備えたアノード基板と、前記カソード電極とアノード電極との間及び前記カソード電極と前記ガード電極との間に位置し、前記カソード電極及びアノード電極とに接する板状のスペーサと、前記カソード基板とアノード基板の周縁部に介在して前記カソード基板とアノード基板と共に真空容器を形成する枠とを有する画像形成装置であって、
前記ガード電極は、前記アノード電極と前記枠との間に位置し、
上記アノード電極からガード電極までの距離をｘ［ｍ］、
上記スペーサの高さをｈｓ［ｍ］、
上記アノード電位をＶａ［Ｖ］
とし、前記ガード電極とスペーサとの間隔Ｌｇ［ｍ］が、下記の条件を満たすことを特徴とする。

本発明においては、ガード電極とスペーサとを積極的に非接触状態で配置し、その間隔の下限が規定される。そのため、該規定を満たす範囲で設計すれば良く、ガード電極とスペーサとを接触させる構成に比較して製造が容易で生産性が大幅に向上する。よって、本発明によれば、アノード電極と他の部材との間での放電が良好に防止され、耐久性が高く、信頼性の高い画像表示装置が提供される。

本発明の画像形成装置は、電子放出素子を用いてなる平面型の表示装置であり、特に、電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子を用いて構成した場合に、アノード電極に高電圧を印加する必要があるという点から本発明が好ましく適用される。

図１に、本発明の画像形成装置の一実施形態の表示パネルの構成を模式的に示す。図１は内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。図中、１２は電子放出素子、１３は行方向配線（カソード電極）、１４は列方向配線、１５はリアプレート（カソード基板）である。また、１６は枠、１７はフェースプレート（アノード基板）、１８は蛍光膜、１９はメタルバック（アノード電極）、２０はスペーサ、２２はガード電極、２５はスペーサの固定部材である。

本発明においては、カソード基板であるリアプレート１５とアノード基板であるフェースプレート１７とが、周縁部において枠１６を介して封止され、気密容器を形成している。当該気密容器内は、１０^-4Ｐａ程度の真空に保持されるため、大気圧や不意の衝撃などによる損傷を防止するために、耐大気圧構造体として矩形薄板状のスペーサ２０を備えている。スペーサ２０は画像表示領域外において端部を固定部材２５により固定されている。

カソード基板であるリアプレート１５には、表面伝導型の電子放出素子１２がＮ×Ｍ個形成されており、カソード電極であるＭ本の行方向配線１３とＮ本の列方向配線１４により単純マトリクス配置されている（Ｍ、Ｎは正の整数）。行方向配線１３と列方向配線１４との交差部は不図示の層間絶縁層にて絶縁されている。尚、本実施形態においては表面伝導型の電子放出素子を単純マトリクス配置した構成を示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、電界放出型（ＦＥ型）やＭＩＭ型などの電子放出素子においても好ましく適用され、また、単純マトリクス配置に限定されるものではない。

図４に、本発明で用いられる表面伝導型電子放出素子の基本構成を模式的に示す。図中、４１は絶縁性の基板で、図１のリアプレート１５に相当する。４２，４３は素子電極、４４は導電性膜で、４５は電子放出部であり、導電性膜４４にフォーミング電圧を印加して形成される。図４の（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。電子放出部４５には、通常、通電活性化処理によりカーボン膜が堆積されている。

図２に図１の画像形成装置のＸ方向端部近傍におけるＸ方向断面模式図を示す。また、図３にＹ方向の部分断面模式図を示す。図中、２３は抵抗膜、２６は固定部材、３１は絶縁性基体、３２は高抵抗膜、３４は黒色導電材、３５は蛍光体（発光部材）である。また、３３は、列方向配線１４と行方向配線１３との間の電気的絶縁を図る層間絶縁層である。尚、図２においては、行方向配線１３とリアプレート１５との間に介在する列方向配線１４及び列方向配線１４と行方向配線１３との間の電気的絶縁を図る層間絶縁層については便宜上省略した。尚、行方向配線１３、列方向配線１４は、カソード電極とも言う。図２、３の構成において、スペーサ２０に接続するカソード電極は、行方向配線１３である。

図１の構成において、フェースプレート１７には、蛍光膜１８と、アノード電極としてＣＲＴの分野では公知のメタルバック１９が設けられている。蛍光膜１８は図３に示すように例えばストライプ状に赤、緑、青、の３原色の蛍光体３５に塗り分けられ、各色の蛍光体３５の間には黒色導電体３４が設けてある。但し、蛍光体３５の配列はストライプの配列に限られるものではなく、電子源の配列に応じて、例えばデルタ状配列など、それ以外の配列であってもよい。

スペーサ２０は通常、図３に示すように、絶縁牲基体３１の表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜３２を成膜した部材からなるもので、表示パネルの耐大気圧構造体として必要な間隔をおいて必要な数だけ配置される。スペーサ２０の絶縁性基体３１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、熱膨張率が気密容器を成す部材と近いものが好ましい。また、高抵抗膜３２としては、ＷＧｅＮ（タングステンとゲルマニウムとの窒化物）が好ましく用いられる。

本発明で用いられるスペーサ２０は矩形薄板状であり、カソード電極である行方向配線１３に平行に配置され、行方向配線１３及びアノード電極であるメタルバック１９とに電気的に接続されている。

ここで、図２を用いて本発明の特徴要件であるガード電極２２周辺の構成を詳細に説明する。

図２に示すように、本発明においては、アノード電極であるメタルバック１９と枠材１６との間に、メタルバック１９より一定の距離（ｘ）をおいてガード電極２２が配置されている。図２の構成では、ガード電極２２は抵抗膜２３を介してメタルバック１９と電気的に接続されている。ガード電極２２は、アノード電位をより高くした場合や、表示パネルの周辺部をより狭くした場合に、周辺部の電位の持ち上がりを防ぐために有効である。また、抵抗膜２３は沿面放電を防ぐために有効である。ガード電極２２へはＧＮＤ電位もしくはアノード電位よりも十分に低い電位が与えられ、メタルバック１９へはアノード電位（Ｖａ）が印加される。

フェースプレート１７はカソード基板であるリアプレート１５と枠１６を介して封止されており、枠１６はフェースプレート１７及びリアプレート１５のそれぞれと固定部材２６により固定されている。

本発明において、ガード電極２２とスペーサ２０とは、所定の間隔（Ｌｇ）を介して非接触で配置される。本来、ガード電極２２とスペーサ２０は、非接触の場合には、Ｖａを高くしすぎると放電に至る可能性があるため、放電を防止する上では確実に接触させるのが好ましい。しかしながら、確実に接触させるためには、各部材の高さを高精度で制御しなければならず生産性が悪い。そこで、本発明では、ガード電極２２とスペーサ２０の間での放電の可能性が低くなるよう、当該間隙の電界が一定以下になるように、Ｌｇなる間隔を設ける構成としている。尚、ガード電極２２とスペーサ２０の間での放電の可能性を抑えるために必要な電界強度の上限は、経験的に４×１０⁸Ｖ／ｍと見積もられる。

また、スペーサ２０のガード電極２２に対向する個所の電位は、図５に示すように、スペーサの高さ（ｈｓ［ｍ］）と、メタルバック１９とガード電極２２との距離（ｘ［ｍ］）の比（ｘ／ｈｓ）で大まかに定義できる。図５ではスペーサ２０の高さ（ｈｓ［ｍ］）と、スペーサ２０のメタルバック１９との接続部からスペーサ端部までの距離（ｌｓ［ｍ］）の比（ｌｓ／ｈｓ）別に電位の様子を詳細に示す。しかし、概算であれば、（ｌｓ／ｈｓ）に依存せず、点線のように表すことが出来る。点線が示すように、スペーサ２０のガード電極２２に対向する部位の電位は、Ｖａ＝１［Ｖ］として、おおよそ以下の様に定義できる。

以上より、スペーサ２０とガード電極２２とは以下の式（１）〜（３）で示される関係を満たす間隔（Ｌｇ［ｍ］）を空けていることが好ましい。これにより、スペーサ２０とガード電極２２との間での放電を招くことなく、メタルバック１９と他部材との沿面放電を防止することが出来る。

さらに上記間隔（Ｌｇ）を達成するためには、下記（４）式を満たすように各構成部材のサイズが選択されていることが望ましい。尚、ここで、フェースプレート１７の厚みをｔ［ｍ］、スペーサ２０の高さをｈｓ［ｍ］、フェースプレート１７からメタルバック１９表面までの高さをｈａ［ｍ］、とした。またそれぞれ、リアプレート１５から行方向配線１３表面までの高さをｈｃ［ｍ］、フェースプレート１７からガード電極２２表面までの高さをｈｇ［ｍ］、枠１６の内側近傍におけるフェースプレート１７とリアプレート１５との距離（基板間距離）をｈｗ［ｍ］とした。また、枠１６からメタルバック１９までの距離をＳ［ｍ］、フェースプレート１７のヤング率をＥ［Ｐａ］、アノード電位をＶａ［Ｖ］とした。

上記（４）式において、右辺第一項はメタルバック１９とガード電極２２のフェースプレート１７からの高さの差を表す。また、右辺第二項は枠１６の高さ（パネル内部の厚さ、尚、実質的に固定部材２６の厚さを０とする）と、メタルバック部のパネル内部の厚さで静的に決まるガード電極部の相対的な位置を表す。また、右辺第三項は真空容器に大気圧がかかる場合のたわみ量である。

さらに、フェースプレート１７がガラス基板の場合、また、前記メタルバック１９と前記枠１６との距離が狭くなった場合には、前記フェースプレート１７のたわみ分は考慮しなくてよい。この場合、（４）式は（５）式のように簡略化され、必要な構成要件が減って好ましい。具体的に最もたわみの大きいｘ＝Ｓ／２で示すと，ガラスのヤング率がＥ≒７×１０¹⁰Ｐａ故、ｔ＝１ｍｍ、Ｓ＝１２ｍｍの場合、たわみ量は１μｍ以下となる。また、ｔ＝２ｍｍ、Ｓ＝２０ｍｍの場合も、たわみ量が１μｍ以下となる。たわみ量は、ｔを厚くしたり、また、ｘ＜Ｓ／２としても減らすことができる。一般に、Ｓ⁴／ｔ³が２０（ｍ）以下の場合、以下の式（５）でＬｇを算出することが可能である。

さらに、スペーサ２０の高さ（ｈｓ）と、フェースプレート１７からメタルバック１９表面までの高さ（ｈａ）と、リアプレートから行方向配線１３までの高さ（ｈｃ）を足した高さ（ｈｓ＋ｈａ＋ｈｃ）が、枠１６近傍における基板間距離（ｈｗ）と略等しい場合を考える。このような構成は、アノード電極の端部と枠との距離が更に小さい場合や、フェースプレートの厚みが更に大きい場合などが該当する。この条件に加え、Ｓ⁴／ｔ³が２（ｍ）より小さい場合、以下の式（６）でＬｇを算出することが可能である。このような構成の場合、主に、フェースプレート１７からメタルバック１９表面までの高さ（ｈａ）と、フェースプレート１７からガード電極２２表面までの高さ（ｈｇ）だけで、ガード電極２２とスペーサ２０の間隔（Ｌｇ）を規定することができ好ましい。

Ｌｇ＝ｈａ−ｈｇ（６）

再び、図１に戻って、他の構成部材を説明する。図１中、Ｄｘ１〜Ｄｘｍ及びＤｙ１〜Ｄｙｎ及び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は電子源の行方向配線１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎは電子源の列方向配線１４と、Ｈｖはフェースプレート１７に電気的に接続されている。

以上説明した表示パネルは、容器外端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎを通じて各電子放出素子１２に電圧を印加すると、各電子放出素子１２から電子が放出される。それと同時にメタルバック１９に容器外端子Ｈｖを通じて数キロボルトの高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレート１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１８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。

通常、表面伝導型電子放出素子への印加電圧Ｖｆは１２〜１６Ｖ程度、メタルバック１９と電子放出素子１２との距離は０．１ｍｍ〜８ｍｍ程度、メタルバック１９と電子放出素子１２間の電圧Ｖａは１ｋＶ〜１５ｋＶ程度である。

（実施例１）
図１〜図３に示す構成の画像形成装置を構成した。

フェースプレート１７には、基板として厚さ３ｍｍの高歪み点ガラス（ＰＤ２００）を使用した。このガラス基板に、まず、ガード電極２２として銀ペーストを印刷によって形成し、次に黒色導電体３４を印刷によって形成した。また、黒色導電体３４の開口部に蛍光体３５をスクリーン印刷法によって形成した。さらにその上にメタルバック１９としてＡｌを真空蒸着した。尚、ガード電極、黒色導電体、メタルバックの厚みは、以下のように各部材のサイズを考慮して決定した。スペーサ２０としては、ガラス基体に高抵抗膜３２としてＷＧｅＮを、スパッタ成膜法によって約１００ｎｍ成膜して用いた。枠１６にもガラスを用い、サイズは高さを３．６ｍｍとした。また、枠１６とリアプレート１５との間には、厚さ２２０μｍのフリットガラス２６が介在している。また枠１６とフェースプレート１７との間には、厚さ２１０μｍのフリットガラス２６が介在している。フリットガラス２６の厚みは、フェースプレートと枠とリアプレートとを封着する際に、不図示の間隔規定治具を用いることで制御した。具体的には、フェースプレートとリアプレート間に４．０３ｍｍの間隔規定治具を介在させて封着することにより、フリットの厚みを制御した。リアプレート１５にもフェースプレート同様、基板として厚さ３ｍｍの高歪み点ガラス（ＰＤ２００）を使用した。このガラス基板上に、列方向配線１４、層間絶縁層３３、行方向配線１３を形成した。列方向配線１４と行方向配線１３は銀ペーストを印刷することによって形成した。尚、ガラス基板表面から行方向配線１３の表面までの距離が１０μｍとなるようにした。

本例の各構成部材のサイズは、枠周辺での不慮の放電の発生防止を考慮して、ｔ＝３ｍｍ、ｈｓ＝４ｍｍ、ｌｓ＝８ｍｍ、Ｓ＝３０ｍｍ、ｘ＝５ｍｍとした。また、上記のとおり、枠１６、フリットガラス２６のサイズより、ｈｗは４．０３ｍｍであった。本例ではｈｓ＜ｘであるから、Ｖａ＝１０ｋＶとするためには、式（３）よりＬｇ≧２．５μｍとする必要がある。本例においては、確実な耐圧性を確保する目的で、Ｌｇを９μｍ程度とすべく、ガード電極２２の厚み（ｈｇ）を１０μｍ、黒色導電部材３４の厚みを２０μｍ、メタルバック１９の厚みを０．１μｍとした。

このような画像形成装置にＶａ＝１０ｋＶを印加したが、ガード電極２２とスペーサ２０の間で放電するようなことは無かった。

さらにパネルを分解して、スペーサ２０と接触した痕が付いている部分において、フェースプレート１７からのメタルバック１９表面までの高さ（ｈａ）、及びリアプレート１５から行方向配線１３表面までの高さ（ｈｃ）を測定した。ｈａ＝２０μｍであり、黒色導電部材３４は殆ど変形していなかった。また、ｈｃ＝９μｍであり、スペーサ２０と接触した痕の部分が他の部分より１μｍ程度へこんでいることが確認された。この時、ガード電極２２表面には接触痕は無く、フェースプレート１７からガード電極２２表面までの高さ（ｈｇ）は１０μｍであった。よって、前述の式（４）よりＬｇ＝８μｍであり、上記Ｌｇ≧２．５μｍの条件を満たしている。

スペーサ２０のガード電極２２に対向する部位の電位はおよそ１ｋＶになり、ガード電極２２とスペーサ２０の間の電界強度は１．３×１０⁸Ｖ／ｍとなり、ガード電極２２とスペーサ２０との間での放電は防止される。

尚、フェースプレート１７とリアプレート１５の外表面（大気側に露出する面）間の距離を、各エリアで測定した。この測定値から、フェースプレート及びリアプレートの厚みを差し引くことで、フェースプレートとリアプレートの内側表面間の距離を算出した。その結果、（ｈｓ＋ｈｃ＋ｈａ）に相当するメタルバック１９近傍における基板間距離が４．０２９ｍｍ、ガード電極２２近傍における基板間距離＝４．０２０ｍｍであった。これらの値及び上記ｈｇ、ｈａ、ｈｓ、ｈｃ等より、Ｌｇを算出すると、Ｌｇ＝９μｍであった。これは上記式（４）から算出したＬｇの値にほぼ一致している。

（実施例２）
本実施例が実施例１と異なるのは、画像表示装置を小型化するため、枠とアノード電極の距離を２０ｍｍとしたことである。この変更により、ガード電極２２とスペーサ２０の間隔（Ｌｇ）は式（５）より１０μｍと算出された。本実施例においては、スペーサ２０のガード電極２２に対向する部位の電位はおよそ１ｋＶになり、また、実施例１同様に行方向配線が１μｍ程度へこんでいることをかんがみて、ガード電極２２とスペーサ２０の間の電界強度は１．１×１０⁸Ｖ／ｍである。

本実施例の画像形成装置においても、ガード電極２２とスペーサ２０の間で放電するようなことは無かった。

（実施例３）
本実施例が実施例１と異なるのは、画像表示装置を更に小型化するために、メタルバック１９と枠材１６の距離（Ｓ）を１０ｍｍ、メタルバック１９とガード電極２２との距離（ｘ）を２ｍｍとしたこと、さらに黒色導電体３４を２層印刷したことである。従ってｘ≦０．５ｈｓとなるので、Ｖａ＝１０ｋＶを印加するためには、式（１）よりＬｇ≧７．５μｍが必要である。

本例においては、行方向配線１３が１μｍ程度へこむことを考慮して、間隔規定治具の高さを１μｍ小さくしたものを用いて、封着を行った。具体的には、間隔規定治具の高さを４．０２９ｍｍとした。この結果、枠近傍のリアプレート−フェースプレート間高さと、メタルバック端部におけるリアプレート−フェースプレート間高さを等しくすることが出来た。本例においては、Ｌｇを１０μｍとするべく、黒色導電体３４を２０μｍ、メタルバック１９を０．１μｍとした。また、上述のとおり、４．０２９ｍｍの間隔規定治具を用いてフリット２６の厚みを制御することで、枠１６近傍における基板間距離（ｈｗ）を４．０２９ｍｍとした。さらにパネルを分解して、スペーサ２０と接触した痕の付いている部分において、メタルバック１９のフェースプレート１７からの高さ（ｈａ）、及び行方向配線１３のリアプレート１５からの高さ（ｈｃ）を測定した。この結果、ｈａ＝２０μｍであり、黒色導電性部材３４は殆ど変形していなかった。また、ｈｃ＝９μｍであり、行方向配線のスペーサ２０と接触した痕の部分が他の部分より１μｍへこんでいることが確認された。この時、ガード電極２２には接触痕は無く、フェースプレート１７からの高さ（ｈｇ）は１０μｍであった。よって、前述の式（６）よりＬｇ＝１０μｍであり、上記Ｌｇ≧７．５μｍの条件を満たしている。

本例では、スペーサ２０のガード電極２２に対向する部位の電位はおよそ３ｋＶになり、ガード電極２２とスペーサ２０の間の電界強度は３．３×１０⁸Ｖ／ｍとなる。

本実施例の画像形成装置においても、ガード電極とスペーサの間で放電するようなことは無かった。

（実施例４）
本実施例が実施例３と異なるのは、パネル厚を薄くするために、フェースプレート１７の厚み（ｔ）を２ｍｍ、スペーサ２０の高さ（ｈｓ）を２ｍｍとしたことである。従って、０．５ｈｓ＜ｘ≦ｈｓとなるので、Ｖａ＝１０ｋＶ印加するためには、式（２）よりＬｇ≧２．５μｍが必要である。

本例では、Ｌｇを１０μｍとするべく、２．０３μｍの間隔規定治具を用いてフリット２６の厚みを制御することで、枠１６近傍における基板間距離（ｈｗ）を２．０３ｍｍとした。さらに分解して、スペーサ２０と接触した痕のついている部分における、メタルバック１９のフェースプレート１７からの高さ（ｈａ）、及び行方向配線１３のリアプレート１５からの高さ（ｈｃ）を測定した。その結果、ｈａ＝２０μｍであり、黒色導電性部材３４とメタルバック１９の厚みの合計値と一致した。また、ｈｃ＝９μｍで、行方向配線のスペーサ２０と接触した痕の部分が他の部分より１μｍ程度へこんでいることが確認された。この時、ガード電極２２には接触痕は無く、フェースプレート１７からの高さ（ｈｇ）は１０μｍであった。よって、前述の式（５）よりＬｇ＝１０μｍであり、上記Ｌｇ≧２．５μｍの条件を満たしている。

スペーサ２０のガード電極２２に対向する部位の電位はおよそ１ｋＶになり、ガード電極２２とスペーサ２０の間の電界強度は１．０×１０⁸Ｖ／ｍとなる。

（比較例）
本比較例が実施例１と異なるのは、ガード電極２２とメタルバック１９の距離（ｘ）が２．５ｍｍであったこと、及びガード電極の高さが１５μｍであったことである。従って、本例では０．５ｈｓ＜ｘ≦ｈｓであるから、Ｖａ＝１０ｋＶ印加するためには、式（２）よりＬｇ≧６．２５μｍが必要である。

しかしながら、本例のガード電極２２とスペーサ２０の間隔（Ｌｇ）は式（４）より、４μｍであった。

本画像形成装置にＶａを徐々に昇圧していったところ、Ｖａ＝８ｋＶにてガード電極２２に放電発光が観察された。この時、スペーサ２０のガード電極２２と対向する部位の電位はおよそ２ｋＶであり、ガード電極２２とスペーサ２０の間の電界強度は５．０×１０⁸Ｖ／ｍであった。即ち、本例においては、ガード電極２２とスペーサ２０の間隔（Ｌｇ）が本発明で規定した下限を下回っていたため、ガード電極２２とスペーサ２０との間に高い電界が発生し、その結果放電が生じたものと考えられる。

本発明の画像表示装置の一実施形態の表示パネルの構成を模式的に示す斜視図である。図１の表示パネルのＸ方向端部近傍のＸ方向断面模式図である。図１の表示パネルのＹ方向部分断面模式図である。本発明に用いられる表面伝導型電子放出素子の基本構成を示す模式図である。本発明にかかる、スペーサのガード電極に対向する場所の電位を示すグラフである。

符号の説明

１２電子放出素子
１３行方向配線
１４列方向配線
１５リアプレート
１６枠材
１７フェースプレート
１８蛍光膜
１９メタルバック
２０スペーサ
２２ガード電極
２３抵抗膜
２５固定部材
２６固定部材
３１絶縁性基体
３２高抵抗膜
３４黒色導電材
３５蛍光体
４１基板
４２，４３素子電極
４４導電性膜
４５電子放出素子

Claims

複数の電子放出素子とカソード電極とを備えたカソード基板と、該カソード基板に対向配置され、該電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材とアノード電極とガード電極とを備えたアノード基板と、前記カソード電極とアノード電極との間及び前記カソード電極と前記ガード電極との間に位置し、前記カソード電極及びアノード電極とに接する板状のスペーサと、前記カソード基板とアノード基板の周縁部に介在して前記カソード基板とアノード基板と共に真空容器を形成する枠とを有する画像形成装置であって、
前記ガード電極は、前記アノード電極と前記枠との間に位置し、
前記アノード電極からガード電極までの距離をｘ［ｍ］、
前記スペーサの高さをｈｓ［ｍ］、
前記アノード電位をＶａ［Ｖ］
とし、前記ガード電極とスペーサとの間隔Ｌｇ［ｍ］が、下記の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
前記アノード基板の厚さをｔ［ｍ］、
前記枠近傍における前記カソード基板とアノード基板との距離をｈｗ［ｍ］、
前記アノード基板からアノード電極表面までの高さをｈａ［ｍ］、
前記アノード基板からガード電極表面までの高さをｈｇ［ｍ］、
前記カソード基板からカソード電極表面までの高さをｈｃ［ｍ］、
前記枠からアノード電極までの距離をＳ［ｍ］、
前記アノード基板のヤング率をＥ［Ｐａ］
とし、前記Ｌｇが下記条件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。
前記アノード基板がガラス基板であり、
前記カソード基板からカソード電極表面までの高さをｈｃ［ｍ］、
前記枠近傍における前記カソード基板とアノード基板との距離をｈｗ［ｍ］、
前記アノード基板からアノード電極表面までの高さをｈａ［ｍ］、
前記アノード基板からガード電極表面までの高さをｈｇ［ｍ］、
前記カソード基板からカソード電極表面までの高さをｈｃ［ｍ］、
前記枠からアノード電極までの距離をＳ［ｍ］、
とし、前記Ｌｇが下記の条件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。
前記アノード基板がガラス基板であり、
前記アノード基板からアノード電極表面までの高さをｈａ［ｍ］、
前記アノード基板からガード電極表面までの高さをｈｇ［ｍ］、
とし、前記Ｌｇが下記の条件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。
Ｌｇ＝ｈａ−ｈｇ（６）