JP3848240B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
【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（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）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、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、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４００１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４００８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４００８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４００１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１１１７１２４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４１０１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４１０１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５００６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５１０１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５１０２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、アノード電極から離れて配置され、且つ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、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、を備えている。そして、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、第１の電位規定部材の抵抗値はアノード電極の抵抗値よりも大きいことを特徴としている。
【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２１０２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１５（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】
本発明の他の実施態様によれば、画像表示装置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、アノード電極から離れて配置され、且つ、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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の形成領域に対応した部分、およびアノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置していることを特徴としている。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】
本発明の他の実施態様によれば、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、アノード電極から離れて配置され、且つ、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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面の、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、フェイスプレートの厚さをｔｇ、体積抵抗率をρｇ、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の関係を満たすことを特徴としている。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】
本発明のさらに他の実施態様によれば、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、アノード電極から離れて配置され、且つ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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面の、アノード電極の形成領域に対応した部分に、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している。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の参考形態）以下に、図１および図２を参照して、本発明の第１の参考形態について説明する。図１は、本発明の第１の参考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１１０２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１１０３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１１０１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１１０１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、本参考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。本参考形態では、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。本参考形態においては、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１×１０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、本参考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ＰＤ２００等）などのガラスを用いることができるが、本参考形態では旭硝子（株）製のＰＤ２００を用いた。このＰＤ２００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１１０２を図２に示す位置に配置されるように厚さ１０μｍ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、本参考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。本参考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、本参考形態では、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、本参考形態では、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。本参考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（本参考形態では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１００ｎｍ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。本参考形態では、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】
本参考形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０３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】
＜他の実施形態および参考形態＞次に、本発明の画像表示装置の他の実施形態および参考形態について説明する。ただし、以降の実施形態および参考形態では、画像表示装置の全般構成は第１の参考形態と同様であるため、各実施形態または参考形態において特徴的な部分のみの説明を行う。
【００６２】
（第１の実施形態）図５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５は、本発明の第１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１の実施形態にかかる画像表示装置も、第１の参考形態と同様に、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１１０２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１１０２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１１０３は、図５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２００ｎｍ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２の参考形態）次に、図６を参照して本発明の第２の参考形態について説明する。図６は、本発明の第２の参考形態にかかる画像表示装置の模式的断面図である。
【００６７】
本参考形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０２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１１０３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３の参考形態）次に、図７を参照して、本発明の第３の参考形態について説明する。図７は、本発明の第３の参考形態にかかる画像表示装置の模式的断面図である。
【００７１】
本参考形態では、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、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ＧＮＤ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、本参考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，Ｎｂ、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ＣＶＤ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】
本参考形態の高抵抗膜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２の実施形態）次に、図８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８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。
【００７９】
本実施形態では、第２の電位規定部材１１０３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１００６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３の参考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、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３の実施形態）次に、図９を参照し、本発明の第３の実施形態について説明する。図９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。
【００８３】
本実施形態では、第２の電位形成部材１１０３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、ＧＮＤ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３の参考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、Ｒｓ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４の実施形態）次に、図１０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１０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。
【００８７】
本実施形態では、第２の電位形成部材１１０３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１００６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ＧＮＤ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３の参考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、Ｒｓ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５の実施形態）次に、図１１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１１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。
【００９１】
本実施形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０７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１００６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１１０８、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１００６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０．０５ｍｍとなるように形成し、フィルム基材１１０６はＴＡＣ（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０．０５ｍｍ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０．３ｍｍ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３の参考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、Ｒｓ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６の実施形態）本実施形態は、第１の参考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の参考形態と同様である。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。
【００９７】
（第７の実施形態）本実施形態は、第６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６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３の参考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８の実施形態から第１０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±１０％の範囲内の電位を意味する。
【０１０２】
（第８の実施形態）以下に、図１２を参照して本発明の第８の実施形態について説明する。
【０１０３】
図１２に、本発明の第８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１１０６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１００６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×ρｇ
Ｒｆ ＝ 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［ｃｍ］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ＰＥＴ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９の実施形態）次に、図１３を参照して本発明の第９の実施形態について説明する。
【０１１２】
第８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１０の実施形態）次に、図１４を参照して本発明の第１０の実施形態について説明する。
【０１１４】
第８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９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１１０３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８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８の実施形態と同様に、フェイスプレート１００６と絶縁膜１１０６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×ρｇ
Ｒｆ ＝ 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［ｃｍ］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の参考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の参考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１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２の参考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３の参考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９】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１０】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１１】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１２】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１３】本発明の第９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１０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
【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（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）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、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、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４００１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４００８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４００８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４００１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１１１７１２４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４１０１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４１０１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５００６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５１０１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５１０２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、アノード電極から離れて配置され、且つ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、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、を備えている。そして、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、第１の電位規定部材の抵抗値はアノード電極の抵抗値よりも大きいことを特徴としている。
【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２１０２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１５（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】
本発明の他の実施態様によれば、画像表示装置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、アノード電極から離れて配置され、且つ、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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の形成領域に対応した部分、およびアノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置していることを特徴としている。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】
本発明の他の実施態様によれば、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、アノード電極から離れて配置され、且つ、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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面の、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、フェイスプレートの厚さをｔｇ、体積抵抗率をρｇ、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の関係を満たすことを特徴としている。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】
本発明のさらに他の実施態様によれば、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、アノード電極から離れて配置され、且つ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、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、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、第２の電位規定部材は、アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、アノード電極の第１の電位規定部材に近接する端部よりも第１の電位規定部材側に位置し、フェイスプレートの、第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面の、アノード電極の形成領域に対応した部分に、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している。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の参考形態）以下に、図１および図２を参照して、本発明の第１の参考形態について説明する。図１は、本発明の第１の参考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１１０２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１１０３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１１０１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１１０１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、本参考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。本参考形態では、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。本参考形態においては、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１×１０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、本参考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ＰＤ２００等）などのガラスを用いることができるが、本参考形態では旭硝子（株）製のＰＤ２００を用いた。このＰＤ２００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１１０２を図２に示す位置に配置されるように厚さ１０μｍ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、本参考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。本参考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、本参考形態では、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、本参考形態では、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。本参考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（本参考形態では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１００ｎｍ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。本参考形態では、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】
本参考形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０３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】
＜他の実施形態および参考形態＞次に、本発明の画像表示装置の他の実施形態および参考形態について説明する。ただし、以降の実施形態および参考形態では、画像表示装置の全般構成は第１の参考形態と同様であるため、各実施形態または参考形態において特徴的な部分のみの説明を行う。
【００６２】
（第１の実施形態）図５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５は、本発明の第１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１の実施形態にかかる画像表示装置も、第１の参考形態と同様に、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１１０２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１１０２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１１０３は、図５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２００ｎｍ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２の参考形態）次に、図６を参照して本発明の第２の参考形態について説明する。図６は、本発明の第２の参考形態にかかる画像表示装置の模式的断面図である。
【００６７】
本参考形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０２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１１０３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３の参考形態）次に、図７を参照して、本発明の第３の参考形態について説明する。図７は、本発明の第３の参考形態にかかる画像表示装置の模式的断面図である。
【００７１】
本参考形態では、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、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ＧＮＤ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、本参考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，Ｎｂ、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ＣＶＤ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】
本参考形態の高抵抗膜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２の実施形態）次に、図８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８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。
【００７９】
本実施形態では、第２の電位規定部材１１０３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１００６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３の参考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、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３の実施形態）次に、図９を参照し、本発明の第３の実施形態について説明する。図９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。
【００８３】
本実施形態では、第２の電位形成部材１１０３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、ＧＮＤ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３の参考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、Ｒｓ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４の実施形態）次に、図１０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１０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。
【００８７】
本実施形態では、第２の電位形成部材１１０３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１００６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ＧＮＤ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３の参考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、Ｒｓ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５の実施形態）次に、図１１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１１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。
【００９１】
本実施形態では、第２の電位規定部材１１０３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１１０７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１００６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１１０８、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１００６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０．０５ｍｍとなるように形成し、フィルム基材１１０６はＴＡＣ（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０．０５ｍｍ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０．３ｍｍ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３の参考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、Ｒｓ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６の実施形態）本実施形態は、第１の参考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の参考形態と同様である。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。
【００９７】
（第７の実施形態）本実施形態は、第６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６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３の参考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８の実施形態から第１０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±１０％の範囲内の電位を意味する。
【０１０２】
（第８の実施形態）以下に、図１２を参照して本発明の第８の実施形態について説明する。
【０１０３】
図１２に、本発明の第８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１１０６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１００６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×ρｇ
Ｒｆ ＝ 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［ｃｍ］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ＰＥＴ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９の実施形態）次に、図１３を参照して本発明の第９の実施形態について説明する。
【０１１２】
第８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１０の実施形態）次に、図１４を参照して本発明の第１０の実施形態について説明する。
【０１１４】
第８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９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１１０３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８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８の実施形態と同様に、フェイスプレート１００６と絶縁膜１１０６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×ρｇ
Ｒｆ ＝ 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［ｃｍ］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の参考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の参考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１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２の参考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３の参考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９】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１０】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１１】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１２】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１３】本発明の第９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１０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 (13)
- 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、且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、前記第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、
前記第２の電位規定部材は、前記アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、前記アノード電極の前記第１の電位規定部材に近接する端部よりも前記第１の電位規定部材側に位置し、
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よりも大きい、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 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倍以上である、請求項１に記載の画像表示装置。
- 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、且つ、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、前記第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、
前記第２の電位規定部材は、前記アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、前記アノード電極の形成領域に対応した部分、および前記アノード電極の前記第１の電位規定部材に近接する端部よりも前記第１の電位規定部材側に位置している、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 前記第２の電位規定部材は透明な材料からなる、請求項３に記載の画像表示装置。
- 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高抵抗膜を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記高抵抗膜の表面抵抗値は１×１０7［Ω／□］以上である、請求項５に記載の画像表示装置。
- 前記高抵抗膜の表面抵抗値は１×１０16［Ω／□］以下である、請求項５に記載の画像表示装置。
- 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んでいる、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 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８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 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９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 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、且つ、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、前記第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、
前記第２の電位規定部材は、前記アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、前記アノード電極の前記第１の電位規定部材に近接する端部よりも前記第１の電位規定部材側に位置し、
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の関係を満たす、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 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、且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、前記第１の電位規定部材を有する面とは反対側の面に、第２の電位規定部材を更に有し、
前記第２の電位規定部材は、前記アノード電極よりも低い電位に規定され、且つ、少なくとも一部が、前記アノード電極の前記第１の電位規定部材に近接する端部よりも前記第１の電位規定部材側に位置し、
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、
ことを特徴とする画像表示装置。 - 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、絶縁層を介して設けられた帯電防止膜を更に有している、請求項１２に記載の画像表示装置。
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