JP2011243497A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧を印加する電圧印加構造での放電を抑制するための電位規定構造を小型化する。
【解決手段】本発明の画像表示装置は、電子を放出する電子放出領域５３と貫通孔２１とが設けられた第１の絶縁基板１４と、第１の絶縁基板の、カソードが配置された第１の面と対向し、カソードから放出された電子を加速する電圧が与えられるアノード１５が設けられた第２の絶縁基板１３と、貫通孔を通ってアノードと電気的に接続され、アノードに電圧を印加する電圧印加構造１１と、第１の絶縁基板の第１の面に貫通孔を取り囲むように配され、アノードの電位より低い電位に規定された第１の電位規定構造２８と、を備えている。電圧印加構造１１は、貫通孔の内部で該貫通孔を構成する壁面に接触し、当該壁面との接触部を電圧印加構造１１と同電位に規定する第２の電位規定構造３０を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆるフラット・パネル・ディスプレイと呼ばれるパネルを備えた画像表示装置に関する。

平面型の画像表示装置として、特許文献１に開示されているような電界放出型の電子放出素子を用いた画像表示装置（以下、ＦＥＤと称する。）や、特許文献２に開示されているような表面伝導型の電子放出素子を用いた画像表示装置（以下、ＳＥＤと称する。）が知られている。

このような平面型の画像表示装置では、２枚のガラス基板間（電子放出素子が形成されたリアプレートと画像形成部材が形成されたフェースプレート）に高電圧が印加される。このようにして、所望の位置の電子放出素子から放出された放出電子を、フェースプレート上の画像形成部材に衝突させ、当該画像形成部材を発光させて画像表示を行う。

上述した平面型の画像表示装置は、画像形成部材に高電圧を供給するための電圧印加構造を有している。この電圧印加構造の部分で異常放電が生じた場合、画像の表示不良、もしくは画像表示装置の故障の原因となる恐れがある。そのため、電圧印加構造の異常放電を防止する構造として、電位規定構造や絶縁耐圧構造を設ける技術が知られている（特許文献３）。

また、他の背景技術として特許文献４がある。特許文献４では、アノードに電圧を印加する電圧印加構造の周りの電位規定構造として、リアプレート表面に導電層が設けられたスルーホール構成が開示されている。

また、特許文献５では、異常放電防止のために、絶縁耐圧構造として、電圧印加構造が挿入される貫通孔周辺のリアプレート表面に凹凸が形成されている。

特開平０５−１１４３７２号公報 特開平０９−０４５２６６号公報 特開２００６−９３１６８号公報 特開２００５−２５１７６１号公報 特開２００６−２２２０９３号公報

従来の電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置では、フェースプレート側のアノードへ電圧を印加する電圧印加構造は、リアプレートに設けられた貫通孔に挿入された導電体を有している。この高電圧が印加される電圧印加構造の周辺での異常放電を防止するために、リアプレート表面を所定の電位に規定する電位規定構造が設けられている。

したがって、電位規定構造による耐電圧性の制約のために、この電位規定構造の、リアプレート面内における寸法を小さくすることは困難であり、画像表示装置の小型化を抑制する一要因となっている。また、このような電圧印加構造および電位規定構造は、画像表示と干渉しないように、一般に、画像表示領域の外側に配置されている。したがって、画像表示領域の端部からリアプレートの端部までの距離（以下、額縁距離と称する。）を小さくすることは困難であるという問題があった。

本発明の目的は、リアプレート（第１の絶縁基板）面内における寸法が小さい電位規定構造を提供することである。更なる目的の一例は、額縁距離の小さな平面型の画像表示装置を提供することである。

本発明の画像表示装置は、電子を放出するカソードと貫通孔とが設けられた第１の絶縁基板と、第１の絶縁基板の、カソードが配置された第１の面と対向し、カソードから放出された電子を加速する電圧が与えられるアノードが設けられた第２の絶縁基板と、貫通孔を通ってアノードと電気的に接続され、アノードに電圧を印加する電圧印加構造と、第１の絶縁基板の第１の面に貫通孔を取り囲むように配され、アノードの電位より低い電位に規定された第１の電位規定構造と、を備えている。電圧印加構造は、貫通孔の内部で該貫通孔を構成する壁面に接触し、当該壁面との接触部を電圧印加構造と同電位に規定する第２の電位規定構造を有している。

この構成によれば、貫通孔周辺の電位を規定する第２の電位規定構造が、第１の絶縁基板に設けられた貫通孔の内部に収納されており、貫通孔周辺の第１の絶縁基板表面に、異常放電防止のための導電体を形成する必要がなくなる。これにより、第１の絶縁基板の面内における寸法が小さい電位規定構造を提供することができる。

また、アノードより低電位の第１の電位規定構造からアノードと略等電位の第２の電位規定構造までの間の、第１の絶縁基板表面に沿った沿面経路上に、貫通孔を構成する壁部の開口端部のエッジが位置する。これにより、沿面バリア効果よる沿面耐圧性能を向上することが出来るため、第１の電圧供給構造のリアプレート面内における寸法も小さくすることが出来る。

これらの効果により、額縁距離の小さな画像表示装置に好適な電圧印加構造を得ることも出来る。

本発明の第１の実施形態における画像表示装置の概略斜視図、および電圧印加構造周辺の概略平面図および概略断面図である。 本発明の第２の実施形態における電圧印加構造周辺の概略平面図および概略断面図である。 本発明に用いられる第２の電位規定構造の例を示す概要図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）に示すように、画像表示装置１は、文字や画像等の各種情報を表示する表示部５を有している。また、画像表示装置１は、表示部５を駆動制御する制御部（不図示）と、表示部５および制御部を支持する支持フレーム（不図示）と、表示部５、制御部および支持フレームを覆う外筐であるカバー（不図示）とを備えている。

表示部５は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、内部が気密に維持された気密容器１０と、この気密容器１０内に外部から電位を供給する給電構造としての電圧印加構造１１と、を有している。

なお、図１（ｂ）は、気密容器１０を構成するリアプレート（第１の絶縁基板）１４の内面の一部を示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に相当する線に沿った気密容器の概略断面図である。

気密容器１０は、図１（ｃ）に示すように、フェースプレート（第２の絶縁基板）１３、リアプレート１４、枠１６を備えている。フェースプレート１３は、リアプレート１４と対向している。フェースプレート１３の、気密容器の内側に向けられた面には、アノード１５が設けられている。リアプレート１４の、フェースプレート１３と対向する一面（第１の面）には、電子を放出するカソード（電子放出素子）が複数設けられた電子放出領域５３が設けられている。枠１６は、フェースプレート１３とリアプレート１４とを対向させた対向間隙に挟み込まれる。アノード１５は、電子放出領域５３から放出された電子を加速する電圧が与えられる。

フェースプレート１３およびリアプレート１４は、例えば、熱膨張係数が８．０×１０^-6〜９．０×１０^-6／℃のガラス材によって厚さが１．８ｍｍ程度に形成されている。枠１６は、例えば、フェースプレート１３およびリアプレート１４をなすガラス材と同種のガラス材によって、例えば厚さ１．１ｍｍ程度に形成されている。枠１６は、フェースプレート１３とリアプレート１４との間に接着されて設けられている。

フェースプレート１３、リアプレート１４および枠１６は、例えばフリット（不図示）を用いて接着されており、フェースプレート１３とリアプレート１４との間の気密性が確保されている。そして、気密容器１０の内部は真空状態または減圧された状態に維持されている。

そして、アノード１５に電圧を印加する電圧印加構造１１は、リアプレート１４に設けられた貫通孔２１内に挿通されている。そして、電圧印加構造１１は、フェースプレート１３（アノード１５）に当接する第１の導電性の弾性体２４と、貫通孔２１の内壁に当接する第２の導電性の弾性体３０と、を少なくとも備えている。より詳細には、図１（ｃ）に示すように、導電性のピン（ここでは金属ピン）２２と、導電性の板（ここでは金属板）２３と、第１の導電性の弾性体（ここでは圧縮コイルばね）２４と、第２の導電性の弾性体（ここでは板ばね構造）３０とを有する。第２の導電性の弾性体３０は導電性の板２３と一体的に形成された構造とすることもできる。

導電性のピンである金属ピン２２は、リアプレート１４に設けられた貫通孔２１内に挿通され、気密容器１０内にアノード１５に所定の電位（実用的には１０ｋＶ以上３０ｋＶ以下の電位）を印加するための電位を供給する。導電性の板である金属板２３は、金属ピン２２に電気的に接続されている。第１の導電性の弾性体である圧縮コイルばね２４は、一端が金属板２３に電気的に接続されており、他端がアノード１５に電気的に接続されている。そして、圧縮コイルばね２４は、貫通孔２１からフェースプレート１３上のアノード１５に向かって延び、アノード１５に向けて付勢されている。このようにして、電圧印加構造１１を構成する、金属ピン２２、金属板２３および圧縮コイルばね２４は、貫通孔２１を通ってアノード１５と電気的に接続され、アノード１５に電圧を印加する。

電圧印加構造１１は、金属ピン２２に電気的に接続され、貫通孔２１の内部で、貫通孔２１を構成する壁面と接触する、第２の電位規定構造としての板ばね構造３０を含んでいる。また、貫通孔２１を取り囲むように、リアプレート１４の、フェースプレート１３に対向する第１の面（以下、リアプレート１４の内面と称する。）上に、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、第１の電位規定構造としての導電性膜２８が設けられている。導電性膜２８は、アノード１５の電位より低い電位（典型的にはグランド電位）に規定されている。

さらに、画像表示装置１は、金属ピン２２とリアプレート１４とに接合され、貫通孔２１を封止する板部材２５と、板部材２５をリアプレート１４および金属ピン２２に接合するための接合材２６，５２と、を有する。

貫通孔２１は、直径が２ｍｍ程度に形成されている。また、導電性膜２８は、内周の直径が５．４ｍｍ程度の円環状に形成され、金属薄膜などからなり、マスク成膜法やフォトリソグラフィー法などの成膜工程によって形成される。

導電性膜２８の電界集中点（例えば先鋭な部分）からの電子の放出を防止するために、導電性膜２８を覆うように、ガラスフリットやポリイミドなどの誘電体膜２９が設けられていてもよい。なお、図１（ｂ）では、便宜上、誘電体膜２９に覆われた導電性膜２８を点線によって示している（図２（ａ）でも同様）。

貫通孔２１内にその一部が設けられた金属ピン２２は、少なくとも貫通孔２１を構成する壁面との間に設けられた、貫通孔２１を導電性のピン２２と共に気密に塞ぐためのフリットなどの接合材５２によって、リアプレートに接合されている。ここで説明する例では、導電性のピン（金属ピン）２２は、板部材２５に設けられた孔に挿通された状態で、板部材２５とフリットなどの接合材５２によって封止接合されている。金属ピン２２は、例えば、材料として４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金（熱膨張係数７．５×１０^-6〜９．８×１０^-6／℃）によって形成することができる。ここでは熱膨張係数９．０×１０^-6／℃のＮｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金からなる金属ピンを用いた。金属ピン２２は、直径０．５ｍｍ程度に形成されている。また、板部材２５は、例えば、材料として熱膨張係数８．０×１０^-6〜９．０×１０^-6／℃のガラス材によって形成する事が出来る。金属ピン２２と板部材２５は、熱膨張を、リアプレート１４を形成したガラス材（熱膨張係数９．０×１０^-6／℃）の熱膨張と略一致させることで、封止接合部に生じる熱応力を緩和している。

なお、金属ピン２２は、材料として、例えば、インバー合金、４７Ｎｉ−Ｆｅ合金（熱膨張係数３．０×１０^-6〜５．５×１０^-6／℃）や、４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金（熱膨張係数７．５×１０^-6〜９．８×１０^-6／℃）などを用いることができる。金属ピン２２の材料は、リアプレート１４に使用されるガラス材の熱膨張係数（５．０×１０^-6〜９．０×１０^-6／℃）に合わせて適宜選択することが好ましい。金属ピン２２は、リアプレート１４との熱膨張係数の差の絶対値が３．０×１０^-6／℃以下になるように、熱膨張係数が２．０×１０^-6〜１２．０×１０^-6／℃の金属材であることが好ましい。

また、板部材２５は、材料として、例えばガラス、インバー合金、４７Ｎｉ−Ｆｅ合金や、４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金などを用いることができる。ガラスの熱膨張係数は、８．０×１０^-6〜９．０×１０^-6／℃であり、４７Ｎｉ−Ｆｅ合金の熱膨張係数は、３．０×１０^-6〜５．５×１０^-6／℃であり、４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金の熱膨張係数は、７．５×１０^-6〜９．８×１０^-6／℃である。板部材２５の材料は、リアプレート１４に使用されるガラス材の熱膨張係数（５．０×１０^-6〜９．０×１０^-6／℃）に合わせて適宜選択することが望ましい。板部材２５は、リアプレート１４との熱膨張係数の差の絶対値が３．０×１０^-6／℃以下になるように、熱膨張係数が２．０×１０^-6〜１２．０×１０^-6／℃の材料から適宜選択することが望ましい。

さらに、金属ピン２２と板部材２５の表面には、接合材５２との接合強度を向上するための表面膜（不図示）が形成されていることが望ましい。この表面膜としては、例えば接合材５２としてフリットを用いる場合には金属酸化膜を、接合材５２として低融点金属を用いる場合には導電性メッキなどを用いることが出来る。表面膜は、接合材５２との濡れ性や接合性を考慮して選択することが望ましい。

そして、ここで説明する例では、板部材２５はフランジ部３２を有しており、フランジ部３２が、リアプレート１４の外面上に接合材２６を介して接合されている。板部材２５は、例えば、直径１.８ｍｍ程度の凸構造部３４とすることにより、貫通孔２１と簡易に位置決めすることができる。しかしながら、本発明では、板部材２５はフランジ部を備えていない平板とすることもできる。

接合材２６としては、フリットを使用することができる。接合材２６としては、板部材２５の材質、または板部材２５に設けられた表面膜（不図示）との濡れ性を考慮して、例えばフリット、インジウム、鉛半田などの材料から適宜選択することが好ましい。

第１の導電性の弾性体である圧縮コイルばね２４は、例えばレーザースポット溶接によって金属板２３の一面に接合されている。圧縮コイルばね２４は、例えば、線径０．０６ｍｍのステンレス鋼線によって、自然長５ｍｍ、外径１ｍｍをなす形状に形成されている。電圧印加構造１１は、圧縮コイルばね２４の構造を採用したことにより、ばね長さを短くしても、ばねピッチを大きくすることで、比較的大きなストロークを得ることができる。そのため、薄型平面型の画像表示装置１に特有の比較的狭いエリアにおいても、その弾性力を安定して機能させることができる。

導電性の板である金属板２３は、例えば、直径１．２ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス板をエッチング処理することにより作製され、金属ピン２２が挿通されて電気的に接続されるピン勘合構造２７ｂを有している（図３も参照）。金属板２３は、金属ピン２２に係合されることで位置決めされ、フェースプレート１３の設置後にフェースプレート１３に溶接される圧縮コイルばね２４によって、リアプレート１４側に押付けられる。これにより、金属板２３は、さらに精度良く位置決めされる。

第２の導電性の弾性体である板ばね構造３０は、例えば、ステンレス板をエッチング処理したものを板金加工することで作製される。図３（ａ）は、板ばね構造３０の斜視図および断面図を示している。板ばね構造３０は、ベース部３１と、ベース部３１から延びる複数の板ばねからなる板ばね部３３を有している。ベース部３１は、例えば、直径１．４ｍｍ程度の略円板状であり、金属ピン２２が挿通されて電気的に接続されるピン勘合構造２７ｂを有している。板ばね部３３は、例えば、長さ０．５５ｍｍ程度、幅０.３ｍｍ程度の短冊形状であり、１２本の板ばね部３３が、ベース部３１の円周部に均等なピッチで配置されている。各板ばね部３３は、ベース部３１の表面に対して３０°程度の角度をもっている。

板ばね構造３０のベース部３１は、板部材２５と金属板２３の間に挟まれており、金属ピン２２に係合されている。板ばね構造３０は貫通孔２１の内部に配置されている。板ばね部３３は、貫通孔２１を構成する壁面と接触し、当該壁面の電位を規定している。本実施形態では、複数の板ばね部（接触部）３３が、貫通孔２１を構成する壁面に、周方向に沿って略１周、所定のピッチで接触する。板ばね部３３は、貫通孔２１の、リアプレート１４の内面側（第１の面側）の端部から０．５ｍｍ程度離れた位置で、貫通孔２１を構成する壁面と接触している。これにより、貫通孔２１からの任意の方向において、異常放電が生じる虞を低減することができる。また、板ばね構造３０とすることにより、貫通孔２１を構成する壁面との接触性を高めている。なお、本例において、板ばね部３３と貫通孔２１の壁面とは、貫通孔２１の、リアプレート１４の内面側の端部から０．５ｍｍ程度離れた位置で接触している。また、板ばね構造３０の板ばね部３３は、貫通孔２１を構成する壁面に向けて付勢されているため、当該壁面との接触性が向上するという利点もある。

なお、板ばね構造３０は、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、耐熱合金など、画像表示装置１の作製プロセスに含まれる加熱工程での耐熱性を考慮して適宜選択された材料からなることが望ましい。また、板ばね構造３０とリアプレート１４は、貫通孔２１の壁面でのみ接続している。

以上のように構成された電圧印加構造１１では、電圧が、リアプレート１４の外面側、つまり気密容器の外部から印加され、貫通孔２１に挿通された金属ピン２２を介し、金属板２３および圧縮コイルばね２４を通って、アノード１５に印加される。

アノード１５に電圧を印加することにより、リアプレート１４上に設けられた電子放出領域５３から放出された電子が加速され、アノード１５として設けられた蛍光体に衝突する。このように蛍光体を発光させることによって、画像表示装置１が備える表示部５に画像等の情報が表示される。

上述した電圧印加構造１１によれば、電圧が印加された金属ピン２２に係合された板ばね構造（２の電位規定構造）３０が貫通孔２１を構成する壁面に接触するため、当該壁面の電位を規定することが出来る。また、リアプレート１４に形成された第１の電位規定構造である導電性膜２８は、引き出し配線５１を介して接地されていることが好ましく、電位基準を決めている。また、電位基準を決める導電性膜２８が、高電圧が印加される電圧印加構造１１の周囲を囲むことによって、電圧印加構造１１全体の電位を安定化している。このため、電圧印加構造１１周辺での異常放電を抑制することができる。なお、第１の電位規定構造としての導電性膜２８は、必ずしも接地されている必要はなく、アノード１５よりも低い電位に規定されていればよい。

一般に、真空中に置かれた部材の表面に沿った沿面放電は、二次電子なだれ(Secondary Electron Emission Avalanche, SEEA)によって引き起こされると考えられている。陰極、絶縁体と真空部分の境界に形成された電界集中部から電子が放出されると、その電子の一部が絶縁体表面に衝突し、二次電子が放出される。このとき、衝突する電子のエネルギーがある程度の大きさを持っていると、絶縁体の二次電子放出係数が１より大きくなり、入射電子数よりも放出電子数が多くなるため、絶縁体表面は正に帯電する。こうして絶縁体表面の電位が上昇することで、上述の電界集中部からの更なる電子放出が促され、この繰り返しによって沿面放電を発生させる。

上述した電圧印加構造１１によれば、陰極である導電性膜２８から陽極である板ばね構造３０までの間に、貫通孔２１の開口端部に相当するリアプレート１４のエッジ５４が位置している。つまり、導電性膜２８と板ばね構造３０との間の、リアプレート１４の表面に沿った沿面経路（図１（ｃ）の距離Ｄ１で表された経路）は、陰極−陽極を結ぶ直線から突出した凸形状となっている。

このため、導電性膜２８の電界集中部から放出された電子はリアプレート１４の表面（エリアプレートのエッジ５４）の方に向けて飛翔するため、リアプレート１４と衝突するまでの飛程が短くなる。そのため、衝突までに電界から得られるエネルギーが小さくなり、電子の衝突エネルギーが低下して、二次電子放出係数が小さくなる結果、二次電子なだれが抑制される（沿面バリア効果）。

このような沿面バリア効果によって沿面経路の絶縁耐圧性能が向上され、沿面経路が短くても十分に放電を抑制することができるため、第１の電位規定構造としての導電性膜２８の、リアプレート１４面内における寸法を小さくすることが出来る。

また、貫通孔２１周辺の電位を規定する板ばね構造３０が、貫通孔２１の内部に収納されており、貫通孔２１近傍のリアプレート１４表面に、異常放電防止のための導電体を形成する必要はなくなる。これにより、電位規定構造２８、３０の、リアプレート１４面内における寸法をさらに小さくすることができる。

本実施形態では、図２に示すように、電圧印加構造１１、第１および第２の電位規定構造２８、３０は、画像表示領域、つまり電子放出領域５３の外側に配置されている。したがって、これらの電位規定構造２８，３０のサイズが小さくなることで、画像表示領域の端部からリアプレート１４の端部までの距離（額縁距離）を小さくすることが出来る。

また、リアプレート１４の表面に沿った沿面経路の沿面距離Ｄ１を、導電性膜２８の電位をＶ１、板ばね構造３０の電位をＶ２、沿面経路を構成する部分の絶縁耐圧をＥ１としたとき、「Ｄ１＞（Ｖ２−Ｖ１）／Ｅ１」を満たすことが好ましい。これにより、リアプレート１４表面の沿面経路に沿って起こる沿面放電を防ぐことが出来る。

さらに、貫通孔２１を構成する壁面の、リアプレート１４の内面側の端部と、電圧印加構造１１との間の最短の空間距離をＤ２とする。そして、実用的には、板ばね構造３０の電位をＶ２、当該壁面の端部の電位をＶ３、当該壁面の端部と電圧印加構造１１との間の空間の絶縁耐圧をＥ２としたとき、「Ｄ２＞（Ｖ２−Ｖ３）／Ｅ２」を満たしていることが好ましい。これにより、電圧印加構造１１とリアプレート１４との間での放電を防ぐことが出来る。

（第２の実施形態）
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、第２の実施形態の画像表示装置は、第１の実施形態と同様の構成の気密容器１０と、この気密容器１０内に外部から電位を供給する給電構造である電圧印加構造３５とを有している。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に相当する線に沿った、気密容器１０の断面図である。

気密容器１０は、図２（ｂ）に示すように、一面にアノード１５が設けられたフェースプレート（第２の絶縁基板）１３と、フェースプレート１３と対向する面に電子放出領域５３が設けられたリアプレート（第１の絶縁基板）１４と、を備えている。また、気密容器１０は、フェースプレート１３とリアプレート１４との間に挟み込まれる枠１６を備えている。

図２（ｂ）に示すように、第２の実施形態における電圧印加構造３５は、導電性材料からなる板部材３６と、金属ピン３７と、板ばね構造３８とを有している。板部材３６は、リアプレート１４に接合され、リアプレート１４に設けられた貫通孔２１を封止する。金属ピン３７は、板部材３６に設けられ、貫通孔２１内に位置する。板ばね構造３８は、金属ピン３７に電気的に接続され、貫通孔２１を構成する壁面と接触し、当該壁面を板ばね構造３８と同電位に規定する。このように、電圧印加構造３５に備えられた板ばね構造３８は、第２の電位規定構造を構成している。板部材３６とリアプレート１４とは、接合材２６によって接合されている。

また、貫通孔２１を取り囲むように、フェースプレート１３に対向するリアプレート１４の内面上には、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、第１の電位規定構造としての導電性膜２８が設けられている。導電性膜２８は、アノード１５の電位より低い電位に規定されている。また、第１の実施形態と同様、導電性膜２８を覆うように、ガラスフリットからなる誘電体膜２９が形成されていることが好ましい。第１の実施形態の同様の構成については、その材料や大きさも同様にすることができる。また、板部材３６や金属ピン３７の構成や材料についても、第１の実施形態における板部材２５や金属ピン２２と同様である。

板部材３６はフランジ部３９を有し、フランジ部３９がリアプレート１４の外面上に接合材２６を介して接合されている。板部材３６は凸構造部３４を有しており、凸構造部３４と貫通孔２１とが位置決めされた状態でリアプレート１４に接合される。

板ばね構造３８は、例えば、ステンレス板をエッチング処理したものを板金加工することで作製され、図３（ｂ）に示すように、ベース部３１と、ベース部３１から伸びる複数の板ばねからなる板ばね部４１を有している。ベース部３１は、例えば、直径１．４ｍｍ程度の円板状であり、金属ピン３７が挿通されて電気的接続されるピン勘合構造２７ｂを有している。板ばね部４１は、例えば、長さ０．５５ｍｍ程度、幅０.３ｍｍ程度の短冊形状であり、１２本の板ばね部４１が、ベース部３１の円周部に均等のピッチで配置されている。各板ばね部４１は、ベース部３１の面に対して３０°程度の角度をもっている。

また、板ばね構造３８は、アノード１５との電気的接続をするためのコンタクト４０を有している。コンタクト４０は、複数の板ばね部４１のうちの少なくとも１本から延長した短冊形状の板ばねからなる。コンタクト４０は、例えば、幅０.３ｍｍ程度、長さ３.０ｍｍ程度で、板ばね部４１に対して６０°程度の角度を持って形成されている。コンタクト４０は、貫通孔２１からアノード１５に向かって延び、弾性変形し、ある程度の接触抵抗を持ってアノード１５と接触し、アノード１５に向けて付勢されている。この接触抵抗を安定させ、接触圧力を一定値以上にするように、コンタクト４０の弾性率を設計する事が望ましい。

板ばね構造３８は、金属ピン３７に係合され、貫通孔２１の内部に配置されている。板ばね部４１は、貫通孔２１を構成する壁面に接触している。本実施形態では、複数の板ばね部（接触部）４１が、貫通孔２１を構成する壁面に、周方向に沿って略１周、所定のピッチで接触する。板ばね部４１は、貫通孔２１の、リアプレート１４の内面側の端部から０．５ｍｍ程度離れた位置で、貫通孔２１を構成する壁面と接触している。また、板ばね構造３８の板ばね部４１は、貫通孔２１を構成する壁面に向けて付勢されているため、当該壁面との接触性が向上するという利点もある。

なお、板ばね構造３８は、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、耐熱合金など、画像表示装置１の作製プロセスに含まれる加熱工程での耐熱性を考慮して適宜選択することが望ましい。

以上のように構成された電圧印加構造３５は、電圧が、リアプレート１４の外面側から印加され、貫通孔２１に挿通された導電性の板部材３６を介し、板ばね構造３８を通って、アノード１５に印加される。

アノード１５に電圧を印加することにより、リアプレート１４上の電子放出領域５３から放出された電子が加速され、アノード１５として設けられた蛍光体に衝突する。これにより蛍光体が発光して、画像表示装置１が備える表示部５に画像等の情報が表示される。

上述した電圧印加構造３５によれば、電圧が印加された金属ピン３７に係合された板ばね構造３８が、貫通孔２１を構成する壁面に接触することよって、当該壁面の電位を規定することが出来る。また、第１の電位規定構造としての導電性膜２８は、接地されて電位基準を決めることが好ましく、高電圧が印加される電圧印加構造３５を取り囲むことによって、電圧印加構造３５全体の電位を安定化している。このため、電圧印加構造３５周辺での異常放電を抑制することができる。

また、上述した電圧印加構造３５によれば、陰極である導電性膜２８から陽極である板ばね構造３８までの間に、貫通孔２１の開口端部に相当する、リアプレート１４のエッジ５４が位置している。つまり、リアプレート１４の表面に沿った沿面経路は、陰極−陽極を結ぶ直線から突出した凸形状となっている。

このため、導電性膜２８の電界集中部から放出された電子は、リアプレート１４と衝突するまでの飛程が短くなり、電子が電界から得るエネルギーが小さくなる。したがって、電子の衝突エネルギーが低減され、二次電子放出係数が小さくなるので、二次電子なだれが抑制される（沿面バリア効果）。

このような沿面バリア効果によって、沿面経路における絶縁耐圧性が向上され、その結果、電位規定構造２８，３８の、リアプレート面内における寸法を小さくすることが出来る。

第１の実施形態および第２の実施形態で説明した板ばね構造３０、３８は、同様の機能を持つものであれば、この形態に限るものではない。例えば、図３（ｃ）および図３（ｄ）に示すように、金属ピン２２、３７に勘合するピン勘合構造２７ｃ、２７ｄと、ピン勘合構造と電気的に接続され、貫通孔２１を構成する壁面と接触する接触部５５ｃ、５５ｄとを有する構造であってもよい。図３（ｃ）および図３（ｄ）では、第２の電位規定構造としての板ばね構造は、貫通孔２１を構成する壁面に、周方向の全周（またはほぼ全周）に連続的して接触することができる。このように、貫通孔２１を構成する壁面の周方向の全周（またはほぼ全周）に第２の導電性の弾性体が当接することが、貫通孔２１の壁面の電位をよりバラツキ少なく設定できるので、特に好ましい。

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能である。本発明は、電界放出型の電子放出素子を用いた画像表示装置や表面伝導型の電子放出素子を用いた画像表示装置など、様々な画像表示装置に好適に適用することができる。

１１ 電圧印加構造
１３ フェースプレート
１４ リアプレート
１５ アノード
２１ 貫通孔
２８ 導電性膜
３０ 板ばね構造

Claims (7)

1. 電子を放出するカソードと貫通孔とが設けられた第１の絶縁基板と、
   前記第１の絶縁基板の、前記カソードが配置された第１の面と対向し、前記カソードから放出された電子を加速する電圧が与えられるアノードが設けられた第２の絶縁基板と、
   前記貫通孔を通って前記アノードと電気的に接続され、前記アノードに電圧を印加する電圧印加構造と、
   前記第１の絶縁基板の前記第１の面に前記貫通孔を取り囲むように配され、前記アノードの電位より低い電位に規定された第１の電位規定構造と、を備え、
   前記電圧印加構造は、前記貫通孔の内部で該貫通孔を構成する壁面に接触し、前記壁面との接触部を該電圧印加構造と同電位に規定する第２の電位規定構造を有している、画像表示装置。
2. 前記第２の電位規定構造は、前記貫通孔を構成する前記壁面に、周方向に沿って所定のピッチで接触する複数の接触部を有している、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第２の電位規定構造は、前記貫通孔を構成する前記壁面に、周方向の全周に連続して接触している、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記第１の電位規定構造と前記第２の電位規定構造との間の、前記第１の絶縁基板の表面に沿った沿面距離をＤ１、前記第１の電位規定構造の電位をＶ１、前記第２の電位規定構造の電位をＶ２、前記沿面距離を構成する部分の絶縁耐圧をＥ１としたとき、「Ｄ１＞（Ｖ２−Ｖ１）／Ｅ１」を満たしている、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記貫通孔を構成する前記壁面の、前記第１の絶縁基板の前記第１の面側の端部と、前記電圧印加構造との間の最短の空間距離をＤ２、前記第２の電位規定構造の電位をＶ２、前記壁面の前記端部の電位をＶ３、前記壁面の前記端部と前記電圧印加構造との間の空間の絶縁耐圧をＥ２としたとき、「Ｄ２＞（Ｖ２−Ｖ３）／Ｅ２」を満たしている、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記電圧印加構造は、前記貫通孔から前記第２の絶縁基板に設けられた前記アノードに向かって延び、前記アノードに向けて付勢された第１の導電性の弾性体を含んでいる、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記第２の電位規定構造は、前記貫通孔を構成する壁面に接触し、該壁面に向けて付勢された第２の導電性の弾性体を含んでいる、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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