JP3919676B2 - 高電圧型画像表示装置 - 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】
ブラウン管（ＣＲＴ）をはじめとする画像表示装置は、より一層の大判化が求められ研究が盛んに行なわれている。また大判化に伴い装置の薄型化・軽量化・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、フェースプレート上の蛍光体を励起するため、大判化をおこなうと原理的に奥行きが必要となり、薄型・軽量のものを提供することが困難となる。発明者らは上記問題を解決し得る画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子、ならびにこの表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置について研究をおこなってきた。
【０００３】
発明者らは、たとえば図９に示すマルチ電子ビーム源の応用を試みてきた。なお、図９は内部構造を示すために、一部を切り欠いて示している。
【０００４】
図９は、表面伝導型放出素子４００１、行方向配線４００２および列方向配線４００３により単純マトリクス状に配線することで構成されたマルチ電子ビーム源を用いた陰極線管を有する画像表示装置の構造を示すものであり、マルチ電子ビーム源４００２を備えた外容器底４００４（なおリアプレートと表記する場合もある。）と側壁４００５（なお支持枠、外容器枠と記載する場合もある）と、蛍光体層４００７およびメタルバック４００８を備えたフェースプレート４００６が示されている。また、フェースプレート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４０１１より高電圧が印加されており、アノード電極を形成している。
【０００５】
表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、行方向配線４００２および列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクス中任意の１行の表面伝導型放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。これと同期して列方向配線４００３に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。この方法によれば、選択する行の表面伝導型放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖｅ、Ｖｓ、Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の表面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力される。また、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。
【０００６】
上述したような電圧印加によりマルチ電子ビーム源４００１から出力された電子ビームは、高電圧Ｖａを印加されているメタルバック４００８に照射され、ターゲットである蛍光体を励起して発光させる。したがって、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加すれば、画像表示装置となる。
【０００７】
このように画像表示装置は、アノード電極の一部であるメタルバック４００８に高電圧（なお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とフェースプレート４００６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、高輝度化をおこなう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する必要があり、そのためリアプレート４００４とフェースプレート４００６の距離を小さくしなければならない。このことより、リアプレート４００４とフェースプレート４００６の間にはかなり高い電界が生じることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上説明した表示パネルにおいては、以下のような問題点があった。
【０００９】
図１０に、画像表示装置の表示パネルの断面を模式的に示す。画像表示装置は、電子ビーム源２００２を有するリアプレート２００５とアノード電極２１０４のあるフェースプレート２００７を有しており、アノード電極２１０４に加速電圧Ｖａが印加されている。ここでアノード電極２１０４は、フェースプレート２００７とリアプレート２００５の間の真空ギャップと、フェースプレート２００７およびリアプレート２００５などの部材表面の沿面により絶縁されている。このうち、真空ギャップの寸法ｌは画像表示パネルの奥行きを、フェースプレート２００７およびリアプレート２００５の沿面距離は画像表示領域以外の面積および幅を規定することになり、いずれも小さいほうが好ましい。しかしながら以上に示すような寸法が小さくなると、同じ電圧をアノード電極２１０４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おそれもあり、画像表示装置の信頼性向上にあたり大きな問題となる。
【００１０】
特にリアプレート２００５やフェースプレート２００７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性は、真空ギャップに比べ著しく劣るため、ガラス表面部分の耐圧を向上することが大変重要となる。
【００１１】
ところで、画像表示装置には、図１１のようにリアプレート２００５およびフェースプレート２００７の表面に、電位分布の規定をおこない、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２１０４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２１０６を形成することがあり、例えば欧州特許出願公開第１１１７１２４号公報には、このような構成の画像表示装置が開示されている。その理由としては、画像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（電界のかかる空間内に存在する）と、構造物の形状によっては電界集中が生じ、放電にいたるおそれがあるため、上記のように電位規定電極２１０６を形成し、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２１０６より外側にかかる電界を緩和することにある。
【００１２】
また、図１２に示すように、フェースプレート２００７上のアノード電極２１０４に給電する方法として、リアプレート２００５に高圧供給端子２１０７を設けることがあげられる。ここでリアプレート２００５上に設けられた電子ビーム源２００２は電子を加速するためにアノード電位との電位差が大きくなる。そのためリアプレート２００５上のアノード電位より低い電位の電極のうち最も高圧供給端子に近い電極２０１８と高圧供給端子２１０７との間の放電が問題となる。
【００１３】
ここで、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において、次のような問題が生じる。
【００１４】
第一に、一般的に高電圧がかかる電極に突起などの複雑な形状が存在すると、その部分で電界集中してしまい、放電しやすくなってしまう。第二に放電した際に、放電電流により電極が破壊されてしまい、その部分の導通がとれずに電位規定されない部分が生じてしまうことが問題となる。電極表面に複雑な形状が生じないようにする有効な手段としては、いわゆる薄膜プロセスで電極を作製することが挙げられ、具体的には真空蒸着法・スパッタ法などが挙げられるが、このような製法で作製した電極は一般に比較的薄く、電極が薄いと放電した際には放電電流により破壊されやすい。また、電極が破壊されにくいように電極の厚さを増すと、薄膜プロセスで作製した際に膜応力が増大し、膜はがれが生じてしまう。そこで、電極作製をスクリーン印刷法で代表されるようないわゆる厚膜プロセスで作製することが考えられるが、そのような製法によると電極表面が粗く凹凸を有するような形状になってしまい電界集中が発生しやすい。また、アノード電位に規定された電極と、低電位に規定された電極との間の絶縁面の帯電を防止するため、この絶縁面を高抵抗な膜で覆う構成が検討されている。この構成で、例えば低電位の電極を、上述の厚膜プロセスで形成した場合、高抵抗膜が低電位の電極とうまく接続しない場合があった。より具体的には、高抵抗膜は消費電力低減の目的から、極力薄膜化することが好ましいが、低電位電極は電位規定の目的から所望の厚みが必要であり、高抵抗膜と低電位電極の厚みに大きな差が生じ、結果、高抵抗膜が低電位電極を覆う部分で不具合（カバレージ不良）が発生するためである。そしてこのような接続不良は、放電を引き起こす原因となり、改善が求められていた。
【００１５】
そこで、本発明は、同一平面上に、高圧電位に規定された電極と、この高圧電位よりも低い低圧の電位に規定された電極とが対向して配置されても、これら電極間で放電する確率を減らすことが可能であり、また、放電が起こった際にも電極が断線することがない、信頼性を向上させた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、電子放出素子が配置された第一の基板と、第一の電位に規定され、前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極と、前記第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第二の電極と、該第一の電極及び該第二の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が同一表面上に設けられた第二の基板と、を有し、前記第一の電極及び前記第二の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする。
【００１７】
これによって、高抵抗膜は、消費電力を十分に抑えながら電極との接続部となるカバレージ部において、カバレージ不良を起こすことを回避し、また、電極は電位を規定するに十分な厚みを確保できる。
【００２０】
また、前記第二の電位がＧＮＤ電位であっても良い。
【００２３】
また、前記第二の電極及び前記高抵抗膜が、前記第一の電極の全周囲にわたり形成されていてもよい。
【００２６】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の膜厚をＴａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたとき、
Ｔｂ ＞ １０×Ｔａ
の関係を満たすと良い。
【００２７】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の端部から前記第一の導電性部材の端部までの距離をＤａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたときに、
Ｄａ ＞ Ｔｂ
の関係を満たすのが良い。
【００２８】
このような構成とすることで、比較的薄い導電性部材がつくる電位分布により最も厚い導電性部材にかかる電界を実効的に弱めることができ、放電を防ぐことができる。
【００２９】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の膜厚が５００ｎｍ以下であるとよい。
【００３５】
本発明の他の実施態様の画像表示装置は、電子放出素子が配置された第一の基板と、前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極を有する第二の基板と、有し、前記第一の基板の表面上に、前記第一の電極に電気的に接続され、第一の電位に規定される第二の電極と、該第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第三の電極と、該第二の電極及び該第三の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が設けられており、前記第二の電極及び前記第三の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、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。
（第１の実施形態）
以下に図１および図２を参照し、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３７】
図１（ａ）に本発明の第１の実施形態の画像表示装置をフェースプレート側からみた模式的平面図を、図１（ｂ）に図１（ａ）中の、円ａで囲んだ領域の拡大図を、また、図２（ａ）に図１（ａ）の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を、図２（ｂ）に図２（ａ）中、円ｂで囲んだ領域の拡大図をそれぞれ示す。また、図３は、本実施形態に用いた表示パネルの斜視図であり、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おり、図４は、表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を示した模式的平面図であり、図４（ａ）は、マトリクス状配列のものを示しており、図４（ｂ）は、デルタ状配列のものを示している。
【００３８】
フェースプレート１００７は、画像表示領域を内包するアノード電極１１０４を有し、このアノード電極１１０４に高圧取り出し部１１１０を通じて電子線を加速する電位であるアノード電位が供給される。高圧取り出し部１１１０には不図示の高圧導入端子がフェースプレート側に設けられており、高圧電源１１０１に接続されている。
【００３９】
高圧取り出し部１１１０は構造上、側壁１００６（支持枠と標記する場合もある）と近接してしまうため、側壁１００６との間で放電する恐れがある。すなわち、側壁１００６とフェースプレート１００７の接合を、後述するように形状の制御が困難なフリットガラスを用いて行うと凹凸を有する形状になってしまい、これにより電界集中を生じる場合がある。この電界集中が側壁１００６と高圧取り出し部１１１０との間での放電を起こす原因となる。
【００４０】
上記の問題を解決するために、本実施形態では、側壁１００６と高圧取り出し部１１１０の間に電位を規定する構造である電位規定電極１１０６を設けている。電位規定電極１１０６の電位としてはアノード電極１１０４よりも低い電位であれば目的を果たすが、ここではＧＮＤ電位とした。また電位規定電極１１０６は、２層の導電性部材からなり、フェースプレート１００７上に設けられた、厚さｔ2の第２の導電性部材１１０９、および平面的にみて第２の導電性部材１１０９の内側に配置される、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2に比べて厚い厚さｔ1の第１の導電性部材１１０８を有する。すなわち、電位規定電極１１０６は、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９上に、第２の導電性部材１１０９の幅Ｗ1よりも狭い幅Ｗ2で、かつ、厚さが第２の導電性部材１１０９よりも厚い第１の導電性部材１１０８が形成されている。そして、第２の導電性部材の表面形状は、表面粗さが０．５μｍ以下であり、第１の導電性部材の表面形状よりも滑らかである。アノード電極に近接する第二の導電性部材の表面粗さが、０．５μｍ以下であることによって、十分滑らかな表面形状となり、放電の誘発が低減できることを、我々は実験的に確認している。また、第１の導電性部材の厚さは２μｍ、より好ましくは３μｍ以上で、第２の導電性部材よりも厚い。このような構成とすることで、第１の導電性部材１１０８の端部１１０８ａからアノード電極１１０４までの距離は図２（ｂ）に示すように距離Ｄ1＋Ｄ2となり、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａからアノード電極１１０４までの距離は距離Ｄ2となり、第１の導電性部材１１０８よりも第２の導電性部材１１０９の方がアノード電極１１０４に近くなるように配置されることとなる。
【００４１】
なお、第１の導電性部材１１０８の厚さｔ1と、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2とは、
ｔ1＞１０×ｔ2
を、満たす関係とするのが好適である。
【００４２】
さらに、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａ、あるいは端部１１０９ａ’から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1と、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2との関係は、
Ｄ1＞ｔ2
を、満たす関係とするのが好適である。
【００４３】
上記のように、同一平面状に高圧電位に規定される電極と、それよりも低い電位（ここではＧＮＤ電位）に規定される電極を有する際に、低電位側の電位規定電極１１０６が２層の導電性部材からなり、第１の導電性部材１１０８が、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａ、１１０９ａ’よりも平面的にみて内側に配置されている。すなわち、電界集中を起こしやすい電極端部１１０９ａ（対向配置される高圧電位に規定される電極である高圧取り出し部１１１０と最も近接することになる電極の端部１１０９ａ）は、真空蒸着法・スパッタ法などのいわゆる薄膜プロセスで、表面に複雑な形状が生じないように作製できる第２の導電性部材１１０９の端部であるため、エッジが滑らかとなり、放電が起こりにくくなる。また、放電が発生した際には、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９は破壊されてしまうが、第２の導電性部材１１０９に比べて厚い第１の導電性部材１１０８は破壊されないために、電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができる。
【００４４】
次に、本実施形態の画像表示装置の表示パネルの構成と製造法について、図３および図４を用い、具体的な例を示して説明する。
【００４５】
リアプレート１００５と、側壁１００６と、フェースプレート１００７とは、表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。この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が、例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がなされる。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、リアプレート１００５には表面伝導型放出素子１００２がＮ×Ｍ個形成されている（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）。Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリクス配線されている。マルチ電子ビーム源は、これら表面伝導型放出素子１００２、行方向配線１００３、および列方向配線１００４によって構成されている。
【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１０-5［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、ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０-3ないしは１×１０-5［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ー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ーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配置、もしくは、はしご型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、電界放出型（以下、「ＦＥ型」と称する）、あるいは、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」と称する）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、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し、これは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り、これも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、大面積化や製造コストの低減が容易である。また、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、しかも製造が容易であることを見いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であるといえる。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省略した）。
【００５１】
次に、表示パネルに用いたフェースプレートの構成と製造法について、具体的な例を示して説明する。
【００５２】
フェースプレート１００７の基板１１０１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、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など）などのガラスを用いることができる。
【００５３】
基板１１０１を洗浄・乾燥させた後に、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１０９を真空蒸着法にて作製した。電位規定電極１１０６の材料としては、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、あるいは合金、あるいはＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導体、およびポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。第２の導電性部材１１０９は、選択された材料により厚さ５００ｎｍ以下で形成されるのが好適であり、例えば、厚さ１００ｎｍが好適であるがこれに限定されるものではない。
【００５４】
次に、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、図４（ａ）のようなマトリクス状のブラックマトリクス１１０３を内包するアノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０を、スクリーン印刷法により作製した。また同時に電位規定電極１１０６の第１の導電性部材１１０８を、図２のように第２の導電性部材１１０９の内側に配置されるように形成した。これら、アノード電極１１０４、高圧引出し部１１１０、および第２の導電性部材１１０９は厚さ１０μｍで形成するのが好適であるがこれに限定されるものではない。
【００５５】
図２に示す、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1はある程度以上（概ね０．０１ｍｍ以上）であれば本発明の要件は満たすが、画像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れるので、一例として、アノード電極１１０４から第２の導電性部材１１０９までの距離Ｄ2＝６．０ｍｍとし、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1＝０．２ｍｍとするのものでもよいが、もちろんこれに限定されるものではない。
【００５６】
またここで、ブラックマトリクス１１０３は、蛍光体の混色防止や、ビームが多少ずれても色ずれを起こさないようにするため、さらには、外光を吸収し、画像のコントラストを向上する、等の理由で設けられる。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を作製したが、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、ブラックマトリクス１１０３の材料として、ガラスペーストと黒色顔料および銀粒子を含んだペーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものではなく、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１１０３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、もちろんこれに限定される訳ではなく、図４（ｂ）のようなデルタ状配列やストライプ状配列（不図示）やそれ以外の配列であっても良い。
【００５７】
次に、図４（ａ）に示すように、ブラックマトリクス１１０３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蛍光体膜を形成するものであってもよいし、その他、例えば、フォトリソグラフィー法などにより形成しても良い。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、赤色（Ｐ２２−ＲＥ３；Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ３＋）、青色（Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ）とするのが好適であるが、もちろんこれに限定される訳ではなく、その他の蛍光体を用いても良い。
【００５８】
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）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メタルバックを作製した。
【００５９】
このようにして作製したフェースプレート１００７のアノード電極１１０４を高圧電源１０１１に接続した。また、電位規定電極１１０６をＧＮＤ電位に接続した。
【００６０】
以上説明したように本実施形態の画像表示装置によれば、厚さの薄く、表面粗さが０．５μｍ以下の滑らかな第２の導電性部材１１０９上の内側に、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の、第１の導電性部材１１０８が形成されてなる電位規定電極１１０６を低電位側の電極として、高圧電位に規定される電極が設けられている同一平面状に設けることで、電界集中を起こしやすい電極端部１１０９ａを比較的薄くして比較的滑らにすることで放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００６１】
また、放電が発生してしまった際には、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、厚い第１の導電性部材１１０８はその厚さゆえに破壊されないために、電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
（第２の実施形態）
次に、図５および図６を参照し、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６２】
ただし、本実施形態では画像表示装置全般については第１の実施形態と同様のものを使用したため、以下では本実施形態において特徴的な部分のみを説明するものとし、用いる符号も第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号と同じものを用いるものとする。
【００６３】
図５に本実施形態の画像表示装置におけるリアプレート高圧導入部を示す模式的平面図を、また図６に図５の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を示す。
【００６４】
図５中の破線は、リアプレート１００５に対面するフェースプレート１１０７側のアノード電極１１０４および高圧取り出し部１１１０を示している。
【００６５】
リアプレート１００５は、高圧導入端子１１１７および高圧規定電極１１１２（以下の図６に示すとおり、第１の電極１１１５と第２の電極１１１６から構成される）および高圧供給端子１１０７からなる高圧導入部を有している。
【００６６】
高圧導入端子１１１７は、高圧電源１０１１から高圧規定電極１１１２にアノード電位を給電し、さらに高圧供給端子１１０７を通してフェースプレート１００７上の高圧取り出し部１１１０およびアノード電極１１０４へ給電する。これにより高圧取り出し部１１１０およびアノード電極１１０４はアノード電位に規定されている。また第１の実施形態で述べたように、側壁１００６は、凹凸の少ない形状とするのが困難であり放電を発生させる確率が高いため、リアプレート１００５の高圧導入部には、高圧規定電極１１１２と側壁１００６との間で放電が起こるのを防ぐことを目的として、ＧＮＤ規定電極１１１１（以下図６に示すとおり、第１の導電性部材１１１３、第２の導電性部材１１１４から構成される）が設けられている。
【００６７】
高圧規定電極１１１２は、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ4の第２の電極１１１６、および平面的にみて第２の電極１１１６の内側に配置され、厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上で、第２の電極１１１６に比べて厚い厚さｔ3の第１の電極１１１５を有する。また、ＧＮＤ規定電極１１１１も、表面粗さが０．５μｍ以下で厚さｔ6の第２の導電性部材１１１４、および平面的にみて第２の導電性部材１１１４の内側に配置され、厚さ２μｍ、好ましく３μｍ以上で、第２の導電性部材１１１４に比べて厚い厚さｔ6の第１の導電性部材１１１３を有する。
【００６８】
なお、第１の電極１１１５の厚さｔ3と、第２の電極１１１６の厚さｔ4とは、
ｔ3＞１０×ｔ4
を、また、第１の導電性部材１１１３の厚さｔ5と、第２の導電性部材１１１４の厚さｔ6とは、
ｔ5＞１０×ｔ6
を、満たす関係とするのが好適である。
【００６９】
さらに、第１の電極１１１５から第２の電極１１１６までの距離Ｄ3と、第１の電極１１１６の厚さｔ3との関係は、
Ｄ3＞ｔ3
を、第２の導電性部材１１１４の端部から第１の導電性部材１１１３の端部までの距離Ｄ3と、第１の導電性部材１１１３の厚さｔ5との関係は、
Ｄ3＞ｔ5
を、満たす関係とするのが好適である。
【００７０】
また、第１の導電性部材１１１３の端部から高圧規定電極１１１２までの距離は、図６に示すように、距離Ｄ3＋Ｄ4であり、第２の導電性部材１１１４の端部から高圧規定電極１１１２までの距離は、距離Ｄ4となり、第１の導電性部材１１１３よりも第２の導電性部材１１１４の方が高圧規定電極１１１２に近くなるように配置されている。
【００７１】
これら高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１もそれぞれ厚さの異なる２層の導電性部材から構成されているため、第１の実施形態と同様に、電界集中を起こしやすい電極の端部が比較的薄く、表面粗さが０．５μｍ以下とエッジが滑らかであることから放電が起こりにくく、かつ放電を生じたときにも電極の断線が起こらないようになっている。
【００７２】
また、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間のガラス表面（沿面と標記する場合もある）には、後述する高抵抗膜（以下帯電防止膜とも言う）を設けるとより好ましく、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間で放電が起こるのをより確実に防ぐことが可能となる。そして、その際、上述のように、高圧規定電極１１１２、またはＧＮＤ規定電極１１１１の少なくとも一方が、薄い電極部材（導電性部材）上に、薄い電極に内包されるように厚い電極が配置されていて、薄い電極の厚さをＡ、高抵抗膜の厚さをＢとして、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂの関係を満たす構成が好ましい。これによって、高抵抗膜が薄い電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となる。
【００７３】
以下、帯電防止膜に関して説明する。
【００７４】
リアプレート１００５上の高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間の沿面をガラス面（誘電体）にすると、誘電体・金属・真空の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述したようにガラス面上に帯電防止膜を設けている。この帯電防止膜には高圧規定電極１１１２に印加されるアノード電位とＧＮＤ規定電極１１１１の間の電圧（アノード電圧；Ｖａ）を帯電防止膜の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。そこで、帯電防止膜の抵抗値Ｒｓは帯電防止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から表面抵抗値Ｒは、高すぎると電界集中および帯電の影響を受けやすくなるので、Ｒ＝１０16［Ω／□］以下であることが好ましく、十分な帯電防止効果を得るためにはＲ＝１０14［Ω／□］以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限は帯電防止膜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、低すぎると消費電力量が大きくなることから、Ｒ＝１０7［Ω／□］以上であることが好ましい。
【００７５】
帯電防止膜の材料としては、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、帯電しにくいと考えられるためである。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。
【００７６】
帯電防止膜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。さらには表示装置の作製工程において抵抗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等があげられる。
【００７７】
合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法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。
【００７８】
次に、本実施形態のリアプレート高圧導入部の構成および製造法について、具体的な例を示して説明する。
【００７９】
高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１のうち、それぞれの比較的薄い第２の導電性部材１１１４、第２の電極１１１６をスパッタ法にて作製した。電極の材料としては、第１の実施形態で述べたような材料であればよいが、本実施形態ではＴｉ、Ｐｔからなる低抵抗膜をスパッタにより成膜することで第２の導電性部材１１１４、第２の電極１１１６を構成した。次に、ガラスペーストおよび銀粒子を含有したペーストを用い、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１の比較的厚い第１の導電性部材１１１３、第１の電極１１１５を、図５および図６のようにスクリーン印刷法により作製した。
【００８０】
本実施形態では、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。
【００８１】
以上のような構成の本実施形態の画像表示装置も、第１の実施形態と同様に、高圧規定電極１１１２を表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ4の第２の電極１１１６、および平面的にみて第２の電極１１１６の内側に配置され、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ3の第１の電極１１１５で構成し、また、ＧＮＤ規定電極１１１１を表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ6の第２の導電性部材１１１４、および平面的にみて第２の導電性部材１１１４の内側に配置され、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ6の第１の導電性部材１１１３で構成することにより、電界集中を起こしやすい電極端部を比較的薄くすることで表面粗さ０．５μｍ以下とエッジを比較的滑らかにし、放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００８２】
また、放電が発生してしまった際には、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１において、比較的厚さの薄い第２の電極１１１６および第２の導電性部材１１１４は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、比較的厚い第１の電極１１１５および第１の導電性部材１１１３は、その厚みゆえに破壊されないために、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
（第３の実施形態）
次に、図７および図８を参照し、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００８３】
ただし、本実施形態では画像表示装置全般については第１の実施形態と同様のものを使用したため、以下では本実施形態において特徴的な部分のみを説明するものとし、用いる符号も第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号と同じものを用いるものとする。
【００８４】
図７（ａ）に本実施形態の画像表示装置をフェースプレート側からみた模式的平面図を、図７（ｂ）に図７（ａ）中の、円ｃで囲んだ領域の拡大図を、また、図８（ａ）に図７の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を、図８（ｂ）に図８（ａ）中の、円ｄで囲んだ領域の拡大図をそれぞれ示す。
【００８５】
フェースプレート１００７は、画像表示領域を内包するアノード電極１１０４を有し、このアノード電極１１０４に高圧取り出し部１１１０を通じてアノード電位が供給されている。高圧取り出し部１１１０には不図示の高圧導入端子がフェースプレート１００７側に設けられており、高圧電源１０１１に接続されている。またフェースプレート１００７上のアノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０の周囲には、全周にわたりＧＮＤ電位に規定された電位規定電極１１０６が設けられており、側壁１００６と、アノード電極１１０４あるいは高圧引出し部１１１０との放電を起こしにくくしている。
【００８６】
また、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６は２層の導電性部材からなり、アノード電極１１０４は、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ8の第２の電極１１１９、および第２の電極１１１９に覆われるように形成されている厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ7の第１の電極１１１８を有する。また、電位規定電極１１０６も、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ10の第２の導電性部材１１２１、およびアノード電極１１０４側のみ第２の導電性部材１１２１により覆われている、厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ9の第１の導電性部材１１２０を有する。すなわち、アノード電極１１０４は厚さｔ8の薄い領域と、厚さｔ7＋ｔ8の厚い領域とを有し、電位規定電極１１０６も厚さｔ10の薄い領域と、厚さｔ9＋ｔ10の厚い領域とを有する構成となっているとともに、アノード電極１１０４の厚さｔ8の薄い領域と、電位規定電極１１０６の厚さｔ10の薄い領域とが、アノード電極１１０４と電位規定電極１１０６の対向部で最も近接するように構成されている。
【００８７】
このように、本実施形態は、第１および第２の実施形態では、厚さが比較的薄い導電性部材あるいは電極の上に厚さの厚い導電性部材あるいは電極を形成する構成を例に示したが、これらとは逆の、厚さが比較的厚い導電性部材あるいは電極の上に薄い導電性部材あるいは電極を形成する構成を示したものである。
【００８８】
なお、第１の電極１１１８の厚さｔ7と、第２の電極１１１９の厚さｔ8とは、
ｔ7＞１０×ｔ8
を、また、第１の導電性部材１１２０の厚さｔ9と、第２の導電性部材１１２１の厚さｔ10とは、
ｔ9＞１０×ｔ10
を、満たす関係とするのが好適である。
【００８９】
さらに、第２の電極１１１９から第１の電極１１１８までの距離Ｄ7と、第１の電極１１１８の厚さｔ7との関係は、
Ｄ7＞ｔ7
を、また、第２の導電性部材１１２１の端部から第１の導電性部材１１２０の端部までの距離Ｄ5と、第１の導電性部材１１２０の厚さｔ9との関係は、
Ｄ5＞ｔ9
を、満たす関係とするのが好適である。
【００９０】
本実施形態では、第１および第２の実施形態とは逆の構成とはなっているが、第１および第２の実施形態と同様に、電界集中を起こしやすい電極端部を表面粗さ０．５μｍ以下と、エッジを比較的滑らかにし、放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態の場合、放電が発生してしまった際には、アノード電極１１０４の厚さｔ8の第２の電極１１１９、および電位規定電極１１０６の厚さｔ10の第２の導電性部材１１２１は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、アノード電極１１０４の厚さｔ7の第１の電極１１１８、および電位規定電極１１０６の厚さｔ9の第１の導電性部材１１２０は、その厚みゆえに破壊されないために、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。また、第２の実施形態同様、薄い導電性部材である第２の導電性部材または薄い電極である第２の電極の少なくとも一方を被覆して帯電防止膜（高抵抗膜）を設ける構成が好ましい。尚、この際、薄い電極（または薄い導電性部材）の厚さをＡ、高抵抗膜の厚さをＢとして、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂの関係を満たす構成が好ましい。これによって、高抵抗膜が薄い電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となる。
【００９２】
なお、上述した各実施形態では、厚さの異なる２枚の導電性部材、あるいは電極を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２枚以上の、厚さの異なる導電性部材、あるいは電極を組み合わせたものであってもよい。また、単一の部材で、部分的に形状を変える、表面粗さを制御することによって得られるものでも良い。
【００９３】
さらに、各実施形態を組み合わせた実施形態とするものであってもよい。
【００９４】
【実施例】
以下に上述した各実施形態の実施例を示すが、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
（第１の実施例）
本実施例では、第１の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【００９５】
なお、本実施例では、フェースプレート１００７として、旭硝子（株）製のＰＤ２００を用いた。
【００９６】
ブラックマトリクス１１０３の開口部には、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色の蛍光体を１色づつ３回に分けて蛍光体膜を作製した。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、赤色（Ｐ２２−ＲＥ３；Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ３＋）、青色（Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ）を用いた。
【００９７】
また、フィルミング工程により樹脂中間膜を作製し、その後にＡｌの蒸着膜を形成し、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のメタルバックを作製した。
【００９８】
また、リアプレート１００５には、Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子１００２が形成されている（Ｎ＝１４４０、Ｍ＝４８０）。
【００９９】
なお、以上の構成の画像表示装置は、本実施例のみならず、後述する第２および第３の実施例においても用いた。
【０１００】
本実施例では、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１０９はＡｌを材料とし、真空蒸着法にて厚さ１００ｎｍで形成した。尚、第２の導電性部材１１０９の表面形状を触針式表面粗さ計で測定したところ、表面粗さは０．０４μｍであった。
【０１０１】
アノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０は、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、スクリーン印刷法により厚さ１０μｍで作製し、また同時に電位規定電極１１０６の第１の導電性部材１１０８を、図２のように第２の導電性部材１１０９の内側に配置されるように厚さ１０μｍで形成した。
【０１０２】
また、アノード電極１１０４から第２の導電性部材１１０９までを距離Ｄ2＝６．０ｍｍとし、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までを距離Ｄ1＝０．２ｍｍとした。
【０１０３】
上述した構成の画像表示装置を、アノード電圧Ｖａ＝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えることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝１８ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、フェースプレート１００７の高圧取り出し部１１１０を観測したところ、電位規定電極１１０６のうち、第２の導電性部材１１０９が破壊されていたが、第１の導電性部材１１０８は破壊されておらず、電位規定電極１１０６が断線していることはなかった。また、本実施例では用いなかったが、より好ましく、アノード電極と電位規定電極間に帯電防止のため高抵抗膜を設けると良い。これによって、耐電圧が向上し、より確実に放電を防止することが出来る。尚この際、第２の導電性部材への高抵抗膜のカバレージ不良を防止し、高抵抗膜での消費電力の増加を低減するため、高抵抗膜の厚さは、０．０１μｍ〜１．５μｍ程度の範囲内から適宜選択すると良い。
（第２の実施例）
本実施例では、第２の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【０１０４】
本実施例では、高圧規定電極１１１２の第２の電極１１１６、およびＧＮＤ規定電極１１１１の第２の導電性部材１１１４を、Ｔｉ（下引き層；２０ｎｍ）、Ｐｔ（８０ｎｍ）からなる低抵抗膜で構成し、これをスパッタにより成膜した。尚、第２の電極１１１６及び第２の導電性部材１１１４の表面形状を触針式表面粗さ計で測定したところ、どちらも表面粗さは０．０３μｍであった。
【０１０５】
また、高圧規定電極１１１２の第１の電極１１１５およびＧＮＤ規定電極１１１１の第１の導電性部材１１１３は、ガラスペーストおよび銀粒子を含有したペーストを用い、スクリーン印刷法により厚さ５μｍで作製した。
【０１０６】
さらに、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間の距離Ｄ4＝４．０ｍｍとし、比較的薄い導電性部材１１１４の端部から比較的厚い導電性部材１１１３の端部までの距離及び、薄い電極１１１６の端部から厚い電極１１１５の端部までの距離Ｄ3＝０．１ｍｍとした。
【０１０７】
また、第２の導電性膜１１１４と第２の電極１１１６との間には、第２の導電性膜１１１４と第２の電極１１１６各々の一部を覆うように、帯電防止膜３０００を設けた。これを図１３に示す。帯電防止膜は、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。この際の帯電防止膜の表面抵抗値を測定したところ、Ｒｓ＝２×１０11［Ω／□］であり、膜厚は１０ｎｍであった。
【０１０８】
なお、上述した以外の画像表示装置の構成は第１の実施例で説明した構成とした。
【０１０９】
このような構成の画像表示装置をアノード電圧Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、良好な画像表示装置をえることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝２０ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、リアプレート１００５の高圧導入部を観測したところ、高圧規定電極１１１２の第２の電極１１１６は破壊されていたが、第１の電極１１１５は破壊されておらず、高圧規定電極１１１２が断線していることはなかった。またＧＮＤ規定電極１１１１の第２の導電性部材１１１４が破壊されていたが、第１の導電性部材１１１３は破壊されておらず、ＧＮＤ規定電極１１１１が断線していることはなかった。
（第３の実施例）
本実施例では、第３の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【０１１０】
なお、本実施例のフェースプレートは、以下に示す製造方法で製造されたものを用いた。
【０１１１】
まず、ガラス基板に、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アノード電極１１０４の第１の電極１１１８を、スクリーン印刷法により厚さ５μｍで作製した。尚、この第１の電極は１１１８は、ブラックマトリクスの機能も果たしており、図４（ａ）のような形状であって、その形成領域は、図７に示すように、この後に形成される第２の電極１１１９の内側となっている。また、それと同時にアノード電極１１０４の全周囲に電位規定電極１１０６のうちの第１の導電性部材１１２０をアノード電極と同様の厚さ５μｍで作製した。
【０１１２】
次に、画像領域に蛍光体膜を作製し、その後フィルミング工程により樹脂中間膜を作製した。その後Ａｌの蒸着膜を作製する際に、図８に示すようにアノード電極１１０４のうち第１の電極１１１８を覆い隠すように、画像表示領域内にメタルバックを形成すると同時に、画像表示領域外のアノード電極１１０４の端部に第２の電極１１１９を形成した。また、それと同時に電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１を形成した。該電極を形成する際には、パターニングをメタルマスクで行った。その際の寸法としては、図８（ｂ）に示すように、アノード電極１１０４の第２の電極１１１９と、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１との間隔を距離Ｄ6＝４．０ｍｍとし、アノード電極１１０４の、第１の電極１１１８の端部から第２の電極１１１９の端部までの長さを距離Ｄ7＝０．３ｍｍ、電位規定電極１１０６の、第１の導電性部材１１２０の端部から第２の導電性部材１１２１までの長さを距離Ｄ5＝０．３ｍｍとした。また、第２の電極、第２の導電性部材各々の厚みＴ8＝Ｔ10＝０．３μｍとした。また、第２の導電性部材、第２の電極の表面粗さはともに０．１μｍであった。
【０１１３】
なお、上述した以外の画像表示装置の構成は第１の実施例で説明した構成とした。
【０１１４】
次に、アノード電極１１０４と電位規定電極１１０６の間の帯電防止膜３０００として、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。この際の帯電防止膜の表面抵抗値を測定したところ、Ｒｓ＝５×１０14［Ω／□］であった。このようにして形成されたフェースプレートの部分拡大図を図１４に示す。
【０１１５】
このような構成の画像表示装置をアノード電圧Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、良好な画像表示装置をえることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝２３ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、フェースプレート１００７のアノード電極１１０４および電位規定電極１１０６を観測したところ、アノード電極１１０４の第２の電極１１１９、および電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１は破壊されていたが、第１の電極１１１８および第１の導電性部材１１２０は破壊されておらず、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６が断線していることはなかった。
【０１１６】
【発明の効果】
以上で説明したように本発明によれば、電極間の距離が短いことで放電の生じやすい部分には、最も厚い導電性部材以外の他の導電性部材である表面粗さが０．５μｍ以下の滑らかな、導電性部材を用いることで電極表面に複雑な形状が生じることがなく放電を防ぎ、さらに、放電が生じたとしても、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の比較的厚い導電性部材を用いているため、電極が放電電流により破壊されるのを防ぐ構成となっている。このため、画像表示装置において同一平面上に対向する高圧電位に規定された電極とそれよりも低い電位に規定された電極が存在しても、それらの電極の間で放電する確率を減らすことができる。また、放電が起こった際にも電極が断線することがなく、放電後にもパネルに高圧を印加できなくなるといったことが起こらず、信頼性の増した画像表示装置を得ることができる。また、高電圧、低電圧の印加される電極のうち、少なくとも一方の電極は、他方の電極に最も近接する部分が、基板表面に位置するとともに高抵抗膜で覆われており、かつ一方の電極の高抵抗膜に覆われた部分の厚さをＡ，高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことによって、高抵抗膜が一方の電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となり、良好な画像表示装置を提供できる。
【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ースプレート側から見た模式的平面図および一部拡大図である。
【図２】図１に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図および一部拡大側断面図である。
【図３】本発明の画像表示装置の表示パネルの一部分を切り欠いて示した模式的斜視図である。
【図４】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を示した模式的平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のリアプレート高圧導入部を示す模式的平面図である。
【図６】図５に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の画像表示装置をフェースプレート側から見た模式的平面図および一部拡大図である。
【図８】図７に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図および一部拡大図である。
【図９】画像表示装置の一従来例の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図１０】画像表示パネルの一従来例におけるアノード電極周辺部の模式的断面図である。
【図１１】アノード電極の周辺に電位規定電極を備えた、画像表示パネルの一従来例の模式的断面図である。
【図１２】リアプレート側に高圧導入端子を備えた、画像表示パネルの一従来例の模式的断面図である。
【図１３】本発明第二の実施例を説明する部分拡大図である。
【図１４】本発明第三の実施例を説明する部分拡大図である。
【符号の説明】
１００２ 表面伝導型放出素子
１００３ 行方向配線
１００４ 列方向配線
１００５ リアプレート
１００６ 側壁
１００７ フェースプレート
１０１１ 高圧電源
１１０１ 基板
１１０３ ブラックマトリクス
１１０４ アノード電極
１１０６ 電位規定電極
１１０７ フェースプレート
１１０７ 高圧供給端子
１１０８、１１１３、１１２０ 第１の導電性部材
１１０９、１１１４、１１２１ 第２の導電性部材
１１０９ａ、１１０９ａ’ 端部
１１１０ 高圧取り出し部
１１１１ ＧＮＤ規定電極
１１１２ 高圧規定電極
１１１５、１１１８ 第１の電極
１１１６、１１１９ 第２の電極
１１１７ 高圧導入端子
【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】
ブラウン管（ＣＲＴ）をはじめとする画像表示装置は、より一層の大判化が求められ研究が盛んに行なわれている。また大判化に伴い装置の薄型化・軽量化・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、フェースプレート上の蛍光体を励起するため、大判化をおこなうと原理的に奥行きが必要となり、薄型・軽量のものを提供することが困難となる。発明者らは上記問題を解決し得る画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子、ならびにこの表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置について研究をおこなってきた。
【０００３】
発明者らは、たとえば図９に示すマルチ電子ビーム源の応用を試みてきた。なお、図９は内部構造を示すために、一部を切り欠いて示している。
【０００４】
図９は、表面伝導型放出素子４００１、行方向配線４００２および列方向配線４００３により単純マトリクス状に配線することで構成されたマルチ電子ビーム源を用いた陰極線管を有する画像表示装置の構造を示すものであり、マルチ電子ビーム源４００２を備えた外容器底４００４（なおリアプレートと表記する場合もある。）と側壁４００５（なお支持枠、外容器枠と記載する場合もある）と、蛍光体層４００７およびメタルバック４００８を備えたフェースプレート４００６が示されている。また、フェースプレート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４０１１より高電圧が印加されており、アノード電極を形成している。
【０００５】
表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、行方向配線４００２および列方向配線４００３に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクス中任意の１行の表面伝導型放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線４００２には選択電圧Ｖｓを印加し、同時に非選択の行の行方向配線４００２には非選択電圧Ｖｎｓを印加する。これと同期して列方向配線４００３に電子ビームを出力するための駆動電圧Ｖｅを印加する。この方法によれば、選択する行の表面伝導型放出素子には、Ｖｅ−Ｖｓの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子にはＶｅ−Ｖｎｓの電圧が印加される。Ｖｅ、Ｖｓ、Ｖｎｓを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の表面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力され、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Ｖｅを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビームが出力される。また、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Ｖｅを印加する時間の長さを変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。
【０００６】
上述したような電圧印加によりマルチ電子ビーム源４００１から出力された電子ビームは、高電圧Ｖａを印加されているメタルバック４００８に照射され、ターゲットである蛍光体を励起して発光させる。したがって、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加すれば、画像表示装置となる。
【０００７】
このように画像表示装置は、アノード電極の一部であるメタルバック４００８に高電圧（なお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とフェースプレート４００６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、高輝度化をおこなう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する必要があり、そのためリアプレート４００４とフェースプレート４００６の距離を小さくしなければならない。このことより、リアプレート４００４とフェースプレート４００６の間にはかなり高い電界が生じることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上説明した表示パネルにおいては、以下のような問題点があった。
【０００９】
図１０に、画像表示装置の表示パネルの断面を模式的に示す。画像表示装置は、電子ビーム源２００２を有するリアプレート２００５とアノード電極２１０４のあるフェースプレート２００７を有しており、アノード電極２１０４に加速電圧Ｖａが印加されている。ここでアノード電極２１０４は、フェースプレート２００７とリアプレート２００５の間の真空ギャップと、フェースプレート２００７およびリアプレート２００５などの部材表面の沿面により絶縁されている。このうち、真空ギャップの寸法ｌは画像表示パネルの奥行きを、フェースプレート２００７およびリアプレート２００５の沿面距離は画像表示領域以外の面積および幅を規定することになり、いずれも小さいほうが好ましい。しかしながら以上に示すような寸法が小さくなると、同じ電圧をアノード電極２１０４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おそれもあり、画像表示装置の信頼性向上にあたり大きな問題となる。
【００１０】
特にリアプレート２００５やフェースプレート２００７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性は、真空ギャップに比べ著しく劣るため、ガラス表面部分の耐圧を向上することが大変重要となる。
【００１１】
ところで、画像表示装置には、図１１のようにリアプレート２００５およびフェースプレート２００７の表面に、電位分布の規定をおこない、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２１０４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２１０６を形成することがあり、例えば欧州特許出願公開第１１１７１２４号公報には、このような構成の画像表示装置が開示されている。その理由としては、画像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（電界のかかる空間内に存在する）と、構造物の形状によっては電界集中が生じ、放電にいたるおそれがあるため、上記のように電位規定電極２１０６を形成し、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２１０６より外側にかかる電界を緩和することにある。
【００１２】
また、図１２に示すように、フェースプレート２００７上のアノード電極２１０４に給電する方法として、リアプレート２００５に高圧供給端子２１０７を設けることがあげられる。ここでリアプレート２００５上に設けられた電子ビーム源２００２は電子を加速するためにアノード電位との電位差が大きくなる。そのためリアプレート２００５上のアノード電位より低い電位の電極のうち最も高圧供給端子に近い電極２０１８と高圧供給端子２１０７との間の放電が問題となる。
【００１３】
ここで、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において、次のような問題が生じる。
【００１４】
第一に、一般的に高電圧がかかる電極に突起などの複雑な形状が存在すると、その部分で電界集中してしまい、放電しやすくなってしまう。第二に放電した際に、放電電流により電極が破壊されてしまい、その部分の導通がとれずに電位規定されない部分が生じてしまうことが問題となる。電極表面に複雑な形状が生じないようにする有効な手段としては、いわゆる薄膜プロセスで電極を作製することが挙げられ、具体的には真空蒸着法・スパッタ法などが挙げられるが、このような製法で作製した電極は一般に比較的薄く、電極が薄いと放電した際には放電電流により破壊されやすい。また、電極が破壊されにくいように電極の厚さを増すと、薄膜プロセスで作製した際に膜応力が増大し、膜はがれが生じてしまう。そこで、電極作製をスクリーン印刷法で代表されるようないわゆる厚膜プロセスで作製することが考えられるが、そのような製法によると電極表面が粗く凹凸を有するような形状になってしまい電界集中が発生しやすい。また、アノード電位に規定された電極と、低電位に規定された電極との間の絶縁面の帯電を防止するため、この絶縁面を高抵抗な膜で覆う構成が検討されている。この構成で、例えば低電位の電極を、上述の厚膜プロセスで形成した場合、高抵抗膜が低電位の電極とうまく接続しない場合があった。より具体的には、高抵抗膜は消費電力低減の目的から、極力薄膜化することが好ましいが、低電位電極は電位規定の目的から所望の厚みが必要であり、高抵抗膜と低電位電極の厚みに大きな差が生じ、結果、高抵抗膜が低電位電極を覆う部分で不具合（カバレージ不良）が発生するためである。そしてこのような接続不良は、放電を引き起こす原因となり、改善が求められていた。
【００１５】
そこで、本発明は、同一平面上に、高圧電位に規定された電極と、この高圧電位よりも低い低圧の電位に規定された電極とが対向して配置されても、これら電極間で放電する確率を減らすことが可能であり、また、放電が起こった際にも電極が断線することがない、信頼性を向上させた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、電子放出素子が配置された第一の基板と、第一の電位に規定され、前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極と、前記第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第二の電極と、該第一の電極及び該第二の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が同一表面上に設けられた第二の基板と、を有し、前記第一の電極及び前記第二の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする。
【００１７】
これによって、高抵抗膜は、消費電力を十分に抑えながら電極との接続部となるカバレージ部において、カバレージ不良を起こすことを回避し、また、電極は電位を規定するに十分な厚みを確保できる。
【００２０】
また、前記第二の電位がＧＮＤ電位であっても良い。
【００２３】
また、前記第二の電極及び前記高抵抗膜が、前記第一の電極の全周囲にわたり形成されていてもよい。
【００２６】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の膜厚をＴａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたとき、
Ｔｂ ＞ １０×Ｔａ
の関係を満たすと良い。
【００２７】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の端部から前記第一の導電性部材の端部までの距離をＤａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたときに、
Ｄａ ＞ Ｔｂ
の関係を満たすのが良い。
【００２８】
このような構成とすることで、比較的薄い導電性部材がつくる電位分布により最も厚い導電性部材にかかる電界を実効的に弱めることができ、放電を防ぐことができる。
【００２９】
また、好ましくは、前記第二の導電性部材の膜厚が５００ｎｍ以下であるとよい。
【００３５】
本発明の他の実施態様の画像表示装置は、電子放出素子が配置された第一の基板と、前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極を有する第二の基板と、有し、前記第一の基板の表面上に、前記第一の電極に電気的に接続され、第一の電位に規定される第二の電極と、該第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第三の電極と、該第二の電極及び該第三の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が設けられており、前記第二の電極及び前記第三の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、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。
（第１の実施形態）
以下に図１および図２を参照し、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３７】
図１（ａ）に本発明の第１の実施形態の画像表示装置をフェースプレート側からみた模式的平面図を、図１（ｂ）に図１（ａ）中の、円ａで囲んだ領域の拡大図を、また、図２（ａ）に図１（ａ）の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を、図２（ｂ）に図２（ａ）中、円ｂで囲んだ領域の拡大図をそれぞれ示す。また、図３は、本実施形態に用いた表示パネルの斜視図であり、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おり、図４は、表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を示した模式的平面図であり、図４（ａ）は、マトリクス状配列のものを示しており、図４（ｂ）は、デルタ状配列のものを示している。
【００３８】
フェースプレート１００７は、画像表示領域を内包するアノード電極１１０４を有し、このアノード電極１１０４に高圧取り出し部１１１０を通じて電子線を加速する電位であるアノード電位が供給される。高圧取り出し部１１１０には不図示の高圧導入端子がフェースプレート側に設けられており、高圧電源１１０１に接続されている。
【００３９】
高圧取り出し部１１１０は構造上、側壁１００６（支持枠と標記する場合もある）と近接してしまうため、側壁１００６との間で放電する恐れがある。すなわち、側壁１００６とフェースプレート１００７の接合を、後述するように形状の制御が困難なフリットガラスを用いて行うと凹凸を有する形状になってしまい、これにより電界集中を生じる場合がある。この電界集中が側壁１００６と高圧取り出し部１１１０との間での放電を起こす原因となる。
【００４０】
上記の問題を解決するために、本実施形態では、側壁１００６と高圧取り出し部１１１０の間に電位を規定する構造である電位規定電極１１０６を設けている。電位規定電極１１０６の電位としてはアノード電極１１０４よりも低い電位であれば目的を果たすが、ここではＧＮＤ電位とした。また電位規定電極１１０６は、２層の導電性部材からなり、フェースプレート１００７上に設けられた、厚さｔ2の第２の導電性部材１１０９、および平面的にみて第２の導電性部材１１０９の内側に配置される、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2に比べて厚い厚さｔ1の第１の導電性部材１１０８を有する。すなわち、電位規定電極１１０６は、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９上に、第２の導電性部材１１０９の幅Ｗ1よりも狭い幅Ｗ2で、かつ、厚さが第２の導電性部材１１０９よりも厚い第１の導電性部材１１０８が形成されている。そして、第２の導電性部材の表面形状は、表面粗さが０．５μｍ以下であり、第１の導電性部材の表面形状よりも滑らかである。アノード電極に近接する第二の導電性部材の表面粗さが、０．５μｍ以下であることによって、十分滑らかな表面形状となり、放電の誘発が低減できることを、我々は実験的に確認している。また、第１の導電性部材の厚さは２μｍ、より好ましくは３μｍ以上で、第２の導電性部材よりも厚い。このような構成とすることで、第１の導電性部材１１０８の端部１１０８ａからアノード電極１１０４までの距離は図２（ｂ）に示すように距離Ｄ1＋Ｄ2となり、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａからアノード電極１１０４までの距離は距離Ｄ2となり、第１の導電性部材１１０８よりも第２の導電性部材１１０９の方がアノード電極１１０４に近くなるように配置されることとなる。
【００４１】
なお、第１の導電性部材１１０８の厚さｔ1と、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2とは、
ｔ1＞１０×ｔ2
を、満たす関係とするのが好適である。
【００４２】
さらに、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａ、あるいは端部１１０９ａ’から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1と、第２の導電性部材１１０９の厚さｔ2との関係は、
Ｄ1＞ｔ2
を、満たす関係とするのが好適である。
【００４３】
上記のように、同一平面状に高圧電位に規定される電極と、それよりも低い電位（ここではＧＮＤ電位）に規定される電極を有する際に、低電位側の電位規定電極１１０６が２層の導電性部材からなり、第１の導電性部材１１０８が、第２の導電性部材１１０９の端部１１０９ａ、１１０９ａ’よりも平面的にみて内側に配置されている。すなわち、電界集中を起こしやすい電極端部１１０９ａ（対向配置される高圧電位に規定される電極である高圧取り出し部１１１０と最も近接することになる電極の端部１１０９ａ）は、真空蒸着法・スパッタ法などのいわゆる薄膜プロセスで、表面に複雑な形状が生じないように作製できる第２の導電性部材１１０９の端部であるため、エッジが滑らかとなり、放電が起こりにくくなる。また、放電が発生した際には、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９は破壊されてしまうが、第２の導電性部材１１０９に比べて厚い第１の導電性部材１１０８は破壊されないために、電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができる。
【００４４】
次に、本実施形態の画像表示装置の表示パネルの構成と製造法について、図３および図４を用い、具体的な例を示して説明する。
【００４５】
リアプレート１００５と、側壁１００６と、フェースプレート１００７とは、表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。この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が、例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がなされる。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、リアプレート１００５には表面伝導型放出素子１００２がＮ×Ｍ個形成されている（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）。Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配線１００３とＮ本の列方向配線１００４により単純マトリクス配線されている。マルチ電子ビーム源は、これら表面伝導型放出素子１００２、行方向配線１００３、および列方向配線１００４によって構成されている。
【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１０-5［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、ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１×１０-3ないしは１×１０-5［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ー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ーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配置、もしくは、はしご型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、電界放出型（以下、「ＦＥ型」と称する）、あるいは、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」と称する）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、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し、これは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り、これも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、大面積化や製造コストの低減が容易である。また、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、しかも製造が容易であることを見いだしている。したがって、高輝度で大画面の画像表示装置のマルチ電子ビーム源に用いるには、最も好適であるといえる。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省略した）。
【００５１】
次に、表示パネルに用いたフェースプレートの構成と製造法について、具体的な例を示して説明する。
【００５２】
フェースプレート１００７の基板１１０１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、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など）などのガラスを用いることができる。
【００５３】
基板１１０１を洗浄・乾燥させた後に、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１０９を真空蒸着法にて作製した。電位規定電極１１０６の材料としては、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、あるいは合金、あるいはＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導体、およびポリシリコン等の半導体材料等より適宜選択される。第２の導電性部材１１０９は、選択された材料により厚さ５００ｎｍ以下で形成されるのが好適であり、例えば、厚さ１００ｎｍが好適であるがこれに限定されるものではない。
【００５４】
次に、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、図４（ａ）のようなマトリクス状のブラックマトリクス１１０３を内包するアノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０を、スクリーン印刷法により作製した。また同時に電位規定電極１１０６の第１の導電性部材１１０８を、図２のように第２の導電性部材１１０９の内側に配置されるように形成した。これら、アノード電極１１０４、高圧引出し部１１１０、および第２の導電性部材１１０９は厚さ１０μｍで形成するのが好適であるがこれに限定されるものではない。
【００５５】
図２に示す、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1はある程度以上（概ね０．０１ｍｍ以上）であれば本発明の要件は満たすが、画像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れるので、一例として、アノード電極１１０４から第２の導電性部材１１０９までの距離Ｄ2＝６．０ｍｍとし、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までの距離Ｄ1＝０．２ｍｍとするのものでもよいが、もちろんこれに限定されるものではない。
【００５６】
またここで、ブラックマトリクス１１０３は、蛍光体の混色防止や、ビームが多少ずれても色ずれを起こさないようにするため、さらには、外光を吸収し、画像のコントラストを向上する、等の理由で設けられる。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を作製したが、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、ブラックマトリクス１１０３の材料として、ガラスペーストと黒色顔料および銀粒子を含んだペーストを用いたが、もちろんこれに限定されるものではなく、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１１０３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、もちろんこれに限定される訳ではなく、図４（ｂ）のようなデルタ状配列やストライプ状配列（不図示）やそれ以外の配列であっても良い。
【００５７】
次に、図４（ａ）に示すように、ブラックマトリクス１１０３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蛍光体膜を形成するものであってもよいし、その他、例えば、フォトリソグラフィー法などにより形成しても良い。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、赤色（Ｐ２２−ＲＥ３；Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ３＋）、青色（Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ）とするのが好適であるが、もちろんこれに限定される訳ではなく、その他の蛍光体を用いても良い。
【００５８】
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）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メタルバックを作製した。
【００５９】
このようにして作製したフェースプレート１００７のアノード電極１１０４を高圧電源１０１１に接続した。また、電位規定電極１１０６をＧＮＤ電位に接続した。
【００６０】
以上説明したように本実施形態の画像表示装置によれば、厚さの薄く、表面粗さが０．５μｍ以下の滑らかな第２の導電性部材１１０９上の内側に、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の、第１の導電性部材１１０８が形成されてなる電位規定電極１１０６を低電位側の電極として、高圧電位に規定される電極が設けられている同一平面状に設けることで、電界集中を起こしやすい電極端部１１０９ａを比較的薄くして比較的滑らにすることで放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００６１】
また、放電が発生してしまった際には、厚さの薄い第２の導電性部材１１０９は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、厚い第１の導電性部材１１０８はその厚さゆえに破壊されないために、電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
（第２の実施形態）
次に、図５および図６を参照し、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００６２】
ただし、本実施形態では画像表示装置全般については第１の実施形態と同様のものを使用したため、以下では本実施形態において特徴的な部分のみを説明するものとし、用いる符号も第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号と同じものを用いるものとする。
【００６３】
図５に本実施形態の画像表示装置におけるリアプレート高圧導入部を示す模式的平面図を、また図６に図５の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を示す。
【００６４】
図５中の破線は、リアプレート１００５に対面するフェースプレート１１０７側のアノード電極１１０４および高圧取り出し部１１１０を示している。
【００６５】
リアプレート１００５は、高圧導入端子１１１７および高圧規定電極１１１２（以下の図６に示すとおり、第１の電極１１１５と第２の電極１１１６から構成される）および高圧供給端子１１０７からなる高圧導入部を有している。
【００６６】
高圧導入端子１１１７は、高圧電源１０１１から高圧規定電極１１１２にアノード電位を給電し、さらに高圧供給端子１１０７を通してフェースプレート１００７上の高圧取り出し部１１１０およびアノード電極１１０４へ給電する。これにより高圧取り出し部１１１０およびアノード電極１１０４はアノード電位に規定されている。また第１の実施形態で述べたように、側壁１００６は、凹凸の少ない形状とするのが困難であり放電を発生させる確率が高いため、リアプレート１００５の高圧導入部には、高圧規定電極１１１２と側壁１００６との間で放電が起こるのを防ぐことを目的として、ＧＮＤ規定電極１１１１（以下図６に示すとおり、第１の導電性部材１１１３、第２の導電性部材１１１４から構成される）が設けられている。
【００６７】
高圧規定電極１１１２は、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ4の第２の電極１１１６、および平面的にみて第２の電極１１１６の内側に配置され、厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上で、第２の電極１１１６に比べて厚い厚さｔ3の第１の電極１１１５を有する。また、ＧＮＤ規定電極１１１１も、表面粗さが０．５μｍ以下で厚さｔ6の第２の導電性部材１１１４、および平面的にみて第２の導電性部材１１１４の内側に配置され、厚さ２μｍ、好ましく３μｍ以上で、第２の導電性部材１１１４に比べて厚い厚さｔ6の第１の導電性部材１１１３を有する。
【００６８】
なお、第１の電極１１１５の厚さｔ3と、第２の電極１１１６の厚さｔ4とは、
ｔ3＞１０×ｔ4
を、また、第１の導電性部材１１１３の厚さｔ5と、第２の導電性部材１１１４の厚さｔ6とは、
ｔ5＞１０×ｔ6
を、満たす関係とするのが好適である。
【００６９】
さらに、第１の電極１１１５から第２の電極１１１６までの距離Ｄ3と、第１の電極１１１６の厚さｔ3との関係は、
Ｄ3＞ｔ3
を、第２の導電性部材１１１４の端部から第１の導電性部材１１１３の端部までの距離Ｄ3と、第１の導電性部材１１１３の厚さｔ5との関係は、
Ｄ3＞ｔ5
を、満たす関係とするのが好適である。
【００７０】
また、第１の導電性部材１１１３の端部から高圧規定電極１１１２までの距離は、図６に示すように、距離Ｄ3＋Ｄ4であり、第２の導電性部材１１１４の端部から高圧規定電極１１１２までの距離は、距離Ｄ4となり、第１の導電性部材１１１３よりも第２の導電性部材１１１４の方が高圧規定電極１１１２に近くなるように配置されている。
【００７１】
これら高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１もそれぞれ厚さの異なる２層の導電性部材から構成されているため、第１の実施形態と同様に、電界集中を起こしやすい電極の端部が比較的薄く、表面粗さが０．５μｍ以下とエッジが滑らかであることから放電が起こりにくく、かつ放電を生じたときにも電極の断線が起こらないようになっている。
【００７２】
また、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間のガラス表面（沿面と標記する場合もある）には、後述する高抵抗膜（以下帯電防止膜とも言う）を設けるとより好ましく、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間で放電が起こるのをより確実に防ぐことが可能となる。そして、その際、上述のように、高圧規定電極１１１２、またはＧＮＤ規定電極１１１１の少なくとも一方が、薄い電極部材（導電性部材）上に、薄い電極に内包されるように厚い電極が配置されていて、薄い電極の厚さをＡ、高抵抗膜の厚さをＢとして、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂの関係を満たす構成が好ましい。これによって、高抵抗膜が薄い電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となる。
【００７３】
以下、帯電防止膜に関して説明する。
【００７４】
リアプレート１００５上の高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間の沿面をガラス面（誘電体）にすると、誘電体・金属・真空の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述したようにガラス面上に帯電防止膜を設けている。この帯電防止膜には高圧規定電極１１１２に印加されるアノード電位とＧＮＤ規定電極１１１１の間の電圧（アノード電圧；Ｖａ）を帯電防止膜の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。そこで、帯電防止膜の抵抗値Ｒｓは帯電防止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から表面抵抗値Ｒは、高すぎると電界集中および帯電の影響を受けやすくなるので、Ｒ＝１０16［Ω／□］以下であることが好ましく、十分な帯電防止効果を得るためにはＲ＝１０14［Ω／□］以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限は帯電防止膜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、低すぎると消費電力量が大きくなることから、Ｒ＝１０7［Ω／□］以上であることが好ましい。
【００７５】
帯電防止膜の材料としては、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、帯電しにくいと考えられるためである。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。
【００７６】
帯電防止膜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。さらには表示装置の作製工程において抵抗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等があげられる。
【００７７】
合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法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。
【００７８】
次に、本実施形態のリアプレート高圧導入部の構成および製造法について、具体的な例を示して説明する。
【００７９】
高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１のうち、それぞれの比較的薄い第２の導電性部材１１１４、第２の電極１１１６をスパッタ法にて作製した。電極の材料としては、第１の実施形態で述べたような材料であればよいが、本実施形態ではＴｉ、Ｐｔからなる低抵抗膜をスパッタにより成膜することで第２の導電性部材１１１４、第２の電極１１１６を構成した。次に、ガラスペーストおよび銀粒子を含有したペーストを用い、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１の比較的厚い第１の導電性部材１１１３、第１の電極１１１５を、図５および図６のようにスクリーン印刷法により作製した。
【００８０】
本実施形態では、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。
【００８１】
以上のような構成の本実施形態の画像表示装置も、第１の実施形態と同様に、高圧規定電極１１１２を表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ4の第２の電極１１１６、および平面的にみて第２の電極１１１６の内側に配置され、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ3の第１の電極１１１５で構成し、また、ＧＮＤ規定電極１１１１を表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ6の第２の導電性部材１１１４、および平面的にみて第２の導電性部材１１１４の内側に配置され、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ6の第１の導電性部材１１１３で構成することにより、電界集中を起こしやすい電極端部を比較的薄くすることで表面粗さ０．５μｍ以下とエッジを比較的滑らかにし、放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００８２】
また、放電が発生してしまった際には、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１において、比較的厚さの薄い第２の電極１１１６および第２の導電性部材１１１４は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、比較的厚い第１の電極１１１５および第１の導電性部材１１１３は、その厚みゆえに破壊されないために、高圧規定電極１１１２およびＧＮＤ規定電極１１１１が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。
（第３の実施形態）
次に、図７および図８を参照し、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００８３】
ただし、本実施形態では画像表示装置全般については第１の実施形態と同様のものを使用したため、以下では本実施形態において特徴的な部分のみを説明するものとし、用いる符号も第１の実施形態と同様の構成要素に関しては、第１の実施形態で用いた符号と同じものを用いるものとする。
【００８４】
図７（ａ）に本実施形態の画像表示装置をフェースプレート側からみた模式的平面図を、図７（ｂ）に図７（ａ）中の、円ｃで囲んだ領域の拡大図を、また、図８（ａ）に図７の線Ａ−Ａ’での模式的断面図を、図８（ｂ）に図８（ａ）中の、円ｄで囲んだ領域の拡大図をそれぞれ示す。
【００８５】
フェースプレート１００７は、画像表示領域を内包するアノード電極１１０４を有し、このアノード電極１１０４に高圧取り出し部１１１０を通じてアノード電位が供給されている。高圧取り出し部１１１０には不図示の高圧導入端子がフェースプレート１００７側に設けられており、高圧電源１０１１に接続されている。またフェースプレート１００７上のアノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０の周囲には、全周にわたりＧＮＤ電位に規定された電位規定電極１１０６が設けられており、側壁１００６と、アノード電極１１０４あるいは高圧引出し部１１１０との放電を起こしにくくしている。
【００８６】
また、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６は２層の導電性部材からなり、アノード電極１１０４は、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ8の第２の電極１１１９、および第２の電極１１１９に覆われるように形成されている厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ7の第１の電極１１１８を有する。また、電位規定電極１１０６も、表面粗さが０．５μｍ以下で、厚さｔ10の第２の導電性部材１１２１、およびアノード電極１１０４側のみ第２の導電性部材１１２１により覆われている、厚さ２μｍ、好ましくは３μｍ以上の厚さｔ9の第１の導電性部材１１２０を有する。すなわち、アノード電極１１０４は厚さｔ8の薄い領域と、厚さｔ7＋ｔ8の厚い領域とを有し、電位規定電極１１０６も厚さｔ10の薄い領域と、厚さｔ9＋ｔ10の厚い領域とを有する構成となっているとともに、アノード電極１１０４の厚さｔ8の薄い領域と、電位規定電極１１０６の厚さｔ10の薄い領域とが、アノード電極１１０４と電位規定電極１１０６の対向部で最も近接するように構成されている。
【００８７】
このように、本実施形態は、第１および第２の実施形態では、厚さが比較的薄い導電性部材あるいは電極の上に厚さの厚い導電性部材あるいは電極を形成する構成を例に示したが、これらとは逆の、厚さが比較的厚い導電性部材あるいは電極の上に薄い導電性部材あるいは電極を形成する構成を示したものである。
【００８８】
なお、第１の電極１１１８の厚さｔ7と、第２の電極１１１９の厚さｔ8とは、
ｔ7＞１０×ｔ8
を、また、第１の導電性部材１１２０の厚さｔ9と、第２の導電性部材１１２１の厚さｔ10とは、
ｔ9＞１０×ｔ10
を、満たす関係とするのが好適である。
【００８９】
さらに、第２の電極１１１９から第１の電極１１１８までの距離Ｄ7と、第１の電極１１１８の厚さｔ7との関係は、
Ｄ7＞ｔ7
を、また、第２の導電性部材１１２１の端部から第１の導電性部材１１２０の端部までの距離Ｄ5と、第１の導電性部材１１２０の厚さｔ9との関係は、
Ｄ5＞ｔ9
を、満たす関係とするのが好適である。
【００９０】
本実施形態では、第１および第２の実施形態とは逆の構成とはなっているが、第１および第２の実施形態と同様に、電界集中を起こしやすい電極端部を表面粗さ０．５μｍ以下と、エッジを比較的滑らかにし、放電を起こしにくいものとした。これによって、放電に起因する画像表示装置の画質の劣化を防止することができる。
【００９１】
さらに、本実施形態の場合、放電が発生してしまった際には、アノード電極１１０４の厚さｔ8の第２の電極１１１９、および電位規定電極１１０６の厚さｔ10の第２の導電性部材１１２１は破壊されてしまうおそれがあるが、この場合においても、アノード電極１１０４の厚さｔ7の第１の電極１１１８、および電位規定電極１１０６の厚さｔ9の第１の導電性部材１１２０は、その厚みゆえに破壊されないために、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６が断線してしまうのを防止することができ、画像表示装置の信頼性を向上させることができる。また、第２の実施形態同様、薄い導電性部材である第２の導電性部材または薄い電極である第２の電極の少なくとも一方を被覆して帯電防止膜（高抵抗膜）を設ける構成が好ましい。尚、この際、薄い電極（または薄い導電性部材）の厚さをＡ、高抵抗膜の厚さをＢとして、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂの関係を満たす構成が好ましい。これによって、高抵抗膜が薄い電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となる。
【００９２】
なお、上述した各実施形態では、厚さの異なる２枚の導電性部材、あるいは電極を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２枚以上の、厚さの異なる導電性部材、あるいは電極を組み合わせたものであってもよい。また、単一の部材で、部分的に形状を変える、表面粗さを制御することによって得られるものでも良い。
【００９３】
さらに、各実施形態を組み合わせた実施形態とするものであってもよい。
【００９４】
【実施例】
以下に上述した各実施形態の実施例を示すが、本発明はこれら実施例によってなんら限定されるものではない。
（第１の実施例）
本実施例では、第１の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【００９５】
なお、本実施例では、フェースプレート１００７として、旭硝子（株）製のＰＤ２００を用いた。
【００９６】
ブラックマトリクス１１０３の開口部には、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色の蛍光体を１色づつ３回に分けて蛍光体膜を作製した。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、赤色（Ｐ２２−ＲＥ３；Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ３＋）、青色（Ｐ２２−Ｂ２；ＺｎＳ：Ａｇ、Ａｌ）、緑色（Ｐ２２−ＧＮ４；ＺｎＳ：Ｃｕ、Ａｌ）を用いた。
【００９７】
また、フィルミング工程により樹脂中間膜を作製し、その後にＡｌの蒸着膜を形成し、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のメタルバックを作製した。
【００９８】
また、リアプレート１００５には、Ｎ×Ｍ個の表面伝導型放出素子１００２が形成されている（Ｎ＝１４４０、Ｍ＝４８０）。
【００９９】
なお、以上の構成の画像表示装置は、本実施例のみならず、後述する第２および第３の実施例においても用いた。
【０１００】
本実施例では、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１０９はＡｌを材料とし、真空蒸着法にて厚さ１００ｎｍで形成した。尚、第２の導電性部材１１０９の表面形状を触針式表面粗さ計で測定したところ、表面粗さは０．０４μｍであった。
【０１０１】
アノード電極１１０４および高圧引出し部１１１０は、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、スクリーン印刷法により厚さ１０μｍで作製し、また同時に電位規定電極１１０６の第１の導電性部材１１０８を、図２のように第２の導電性部材１１０９の内側に配置されるように厚さ１０μｍで形成した。
【０１０２】
また、アノード電極１１０４から第２の導電性部材１１０９までを距離Ｄ2＝６．０ｍｍとし、第２の導電性部材１１０９の端部から第１の導電性部材１１０８の端部までを距離Ｄ1＝０．２ｍｍとした。
【０１０３】
上述した構成の画像表示装置を、アノード電圧Ｖａ＝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えることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝１８ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、フェースプレート１００７の高圧取り出し部１１１０を観測したところ、電位規定電極１１０６のうち、第２の導電性部材１１０９が破壊されていたが、第１の導電性部材１１０８は破壊されておらず、電位規定電極１１０６が断線していることはなかった。また、本実施例では用いなかったが、より好ましく、アノード電極と電位規定電極間に帯電防止のため高抵抗膜を設けると良い。これによって、耐電圧が向上し、より確実に放電を防止することが出来る。尚この際、第２の導電性部材への高抵抗膜のカバレージ不良を防止し、高抵抗膜での消費電力の増加を低減するため、高抵抗膜の厚さは、０．０１μｍ〜１．５μｍ程度の範囲内から適宜選択すると良い。
（第２の実施例）
本実施例では、第２の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【０１０４】
本実施例では、高圧規定電極１１１２の第２の電極１１１６、およびＧＮＤ規定電極１１１１の第２の導電性部材１１１４を、Ｔｉ（下引き層；２０ｎｍ）、Ｐｔ（８０ｎｍ）からなる低抵抗膜で構成し、これをスパッタにより成膜した。尚、第２の電極１１１６及び第２の導電性部材１１１４の表面形状を触針式表面粗さ計で測定したところ、どちらも表面粗さは０．０３μｍであった。
【０１０５】
また、高圧規定電極１１１２の第１の電極１１１５およびＧＮＤ規定電極１１１１の第１の導電性部材１１１３は、ガラスペーストおよび銀粒子を含有したペーストを用い、スクリーン印刷法により厚さ５μｍで作製した。
【０１０６】
さらに、高圧規定電極１１１２とＧＮＤ規定電極１１１１の間の距離Ｄ4＝４．０ｍｍとし、比較的薄い導電性部材１１１４の端部から比較的厚い導電性部材１１１３の端部までの距離及び、薄い電極１１１６の端部から厚い電極１１１５の端部までの距離Ｄ3＝０．１ｍｍとした。
【０１０７】
また、第２の導電性膜１１１４と第２の電極１１１６との間には、第２の導電性膜１１１４と第２の電極１１１６各々の一部を覆うように、帯電防止膜３０００を設けた。これを図１３に示す。帯電防止膜は、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。この際の帯電防止膜の表面抵抗値を測定したところ、Ｒｓ＝２×１０11［Ω／□］であり、膜厚は１０ｎｍであった。
【０１０８】
なお、上述した以外の画像表示装置の構成は第１の実施例で説明した構成とした。
【０１０９】
このような構成の画像表示装置をアノード電圧Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、良好な画像表示装置をえることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝２０ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、リアプレート１００５の高圧導入部を観測したところ、高圧規定電極１１１２の第２の電極１１１６は破壊されていたが、第１の電極１１１５は破壊されておらず、高圧規定電極１１１２が断線していることはなかった。またＧＮＤ規定電極１１１１の第２の導電性部材１１１４が破壊されていたが、第１の導電性部材１１１３は破壊されておらず、ＧＮＤ規定電極１１１１が断線していることはなかった。
（第３の実施例）
本実施例では、第３の実施形態で説明した構成の画像表示装置を駆動した際に、放電が生じるかどうか、また、放電が生じた際の断線の有無を観測した。
【０１１０】
なお、本実施例のフェースプレートは、以下に示す製造方法で製造されたものを用いた。
【０１１１】
まず、ガラス基板に、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アノード電極１１０４の第１の電極１１１８を、スクリーン印刷法により厚さ５μｍで作製した。尚、この第１の電極は１１１８は、ブラックマトリクスの機能も果たしており、図４（ａ）のような形状であって、その形成領域は、図７に示すように、この後に形成される第２の電極１１１９の内側となっている。また、それと同時にアノード電極１１０４の全周囲に電位規定電極１１０６のうちの第１の導電性部材１１２０をアノード電極と同様の厚さ５μｍで作製した。
【０１１２】
次に、画像領域に蛍光体膜を作製し、その後フィルミング工程により樹脂中間膜を作製した。その後Ａｌの蒸着膜を作製する際に、図８に示すようにアノード電極１１０４のうち第１の電極１１１８を覆い隠すように、画像表示領域内にメタルバックを形成すると同時に、画像表示領域外のアノード電極１１０４の端部に第２の電極１１１９を形成した。また、それと同時に電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１を形成した。該電極を形成する際には、パターニングをメタルマスクで行った。その際の寸法としては、図８（ｂ）に示すように、アノード電極１１０４の第２の電極１１１９と、電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１との間隔を距離Ｄ6＝４．０ｍｍとし、アノード電極１１０４の、第１の電極１１１８の端部から第２の電極１１１９の端部までの長さを距離Ｄ7＝０．３ｍｍ、電位規定電極１１０６の、第１の導電性部材１１２０の端部から第２の導電性部材１１２１までの長さを距離Ｄ5＝０．３ｍｍとした。また、第２の電極、第２の導電性部材各々の厚みＴ8＝Ｔ10＝０．３μｍとした。また、第２の導電性部材、第２の電極の表面粗さはともに０．１μｍであった。
【０１１３】
なお、上述した以外の画像表示装置の構成は第１の実施例で説明した構成とした。
【０１１４】
次に、アノード電極１１０４と電位規定電極１１０６の間の帯電防止膜３０００として、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。この際の帯電防止膜の表面抵抗値を測定したところ、Ｒｓ＝５×１０14［Ω／□］であった。このようにして形成されたフェースプレートの部分拡大図を図１４に示す。
【０１１５】
このような構成の画像表示装置をアノード電圧Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したところ、放電は観測されず、良好な画像表示装置をえることができた。また、アノード電圧Ｖａを強制的に上昇させたところ、Ｖａ＝２３ｋＶで放電が観測された。その後、再度Ｖａ＝１０ｋＶで駆動したが、放電は観測されなかった。さらにそのあと画像表示パネルを分解し、フェースプレート１００７のアノード電極１１０４および電位規定電極１１０６を観測したところ、アノード電極１１０４の第２の電極１１１９、および電位規定電極１１０６の第２の導電性部材１１２１は破壊されていたが、第１の電極１１１８および第１の導電性部材１１２０は破壊されておらず、アノード電極１１０４および電位規定電極１１０６が断線していることはなかった。
【０１１６】
【発明の効果】
以上で説明したように本発明によれば、電極間の距離が短いことで放電の生じやすい部分には、最も厚い導電性部材以外の他の導電性部材である表面粗さが０．５μｍ以下の滑らかな、導電性部材を用いることで電極表面に複雑な形状が生じることがなく放電を防ぎ、さらに、放電が生じたとしても、厚さが２μｍ、好ましくは３μｍ以上の比較的厚い導電性部材を用いているため、電極が放電電流により破壊されるのを防ぐ構成となっている。このため、画像表示装置において同一平面上に対向する高圧電位に規定された電極とそれよりも低い電位に規定された電極が存在しても、それらの電極の間で放電する確率を減らすことができる。また、放電が起こった際にも電極が断線することがなく、放電後にもパネルに高圧を印加できなくなるといったことが起こらず、信頼性の増した画像表示装置を得ることができる。また、高電圧、低電圧の印加される電極のうち、少なくとも一方の電極は、他方の電極に最も近接する部分が、基板表面に位置するとともに高抵抗膜で覆われており、かつ一方の電極の高抵抗膜に覆われた部分の厚さをＡ，高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことによって、高抵抗膜が一方の電極をカバレージ不良を起こすことなく被覆できるとともに、高抵抗膜による消費電力の増加を最小限に抑えることが実現できる。また、電極についても、確実な電位規定を実現しつつ、不慮の放電に対する電極自体の破壊防止も可能となり、良好な画像表示装置を提供できる。
【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ースプレート側から見た模式的平面図および一部拡大図である。
【図２】図１に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図および一部拡大側断面図である。
【図３】本発明の画像表示装置の表示パネルの一部分を切り欠いて示した模式的斜視図である。
【図４】表示パネルのフェースプレートの蛍光体配列を示した模式的平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のリアプレート高圧導入部を示す模式的平面図である。
【図６】図５に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の画像表示装置をフェースプレート側から見た模式的平面図および一部拡大図である。
【図８】図７に示した画像表示装置のＡ−Ａ’での模式的断面図および一部拡大図である。
【図９】画像表示装置の一従来例の表示パネルの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図１０】画像表示パネルの一従来例におけるアノード電極周辺部の模式的断面図である。
【図１１】アノード電極の周辺に電位規定電極を備えた、画像表示パネルの一従来例の模式的断面図である。
【図１２】リアプレート側に高圧導入端子を備えた、画像表示パネルの一従来例の模式的断面図である。
【図１３】本発明第二の実施例を説明する部分拡大図である。
【図１４】本発明第三の実施例を説明する部分拡大図である。
【符号の説明】
１００２ 表面伝導型放出素子
１００３ 行方向配線
１００４ 列方向配線
１００５ リアプレート
１００６ 側壁
１００７ フェースプレート
１０１１ 高圧電源
１１０１ 基板
１１０３ ブラックマトリクス
１１０４ アノード電極
１１０６ 電位規定電極
１１０７ フェースプレート
１１０７ 高圧供給端子
１１０８、１１１３、１１２０ 第１の導電性部材
１１０９、１１１４、１１２１ 第２の導電性部材
１１０９ａ、１１０９ａ’ 端部
１１１０ 高圧取り出し部
１１１１ ＧＮＤ規定電極
１１１２ 高圧規定電極
１１１５、１１１８ 第１の電極
１１１６、１１１９ 第２の電極
１１１７ 高圧導入端子
Claims (14)
- 電子放出素子が配置された第一の基板と、
第一の電位に規定され、前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極と、前記第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第二の電極と、該第一の電極及び該第二の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が同一表面上に設けられた第二の基板と、
を有する画像表示装置において、
前記第一の電極及び前記第二の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする画像表示装置。 - 前記第一の電極及び前記第二の電極は、第一の導電性部材と該第一の導電性部材に重なる第二の導電性部材とを有し、第二の導電性部材が前記他方の電極に最も近接する部分を有し、前記第一の導電性部材と前記第二の導電性部材とが重なる部分が前記他の部分を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
- 前記第二の導電性部材の膜厚をＴａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたとき、
Ｔｂ ＞ １０×Ｔａ
の関係を満たす、請求項２に記載の画像表示装置。 - 前記第二の導電性部材の他方の電極側の端部から前記第一の導電性部材の他方の電極側の端部までの距離をＤａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたときに、
Ｄａ ＞ Ｔｂ
の関係を満たす、請求項２または３に記載の画像表示装置。 - 前記第二の導電性部材の膜厚が５００ｎｍ以下である、請求項２から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記第二の電位がＧＮＤ電位である、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記第二の電極及び前記高抵抗膜が、前記第一の電極の全周囲にわたり形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 電子放出素子が配置された第一の基板と、
前記電子放出素子から放出された電子が照射される第一の電極を有する第二の基板と、
を有し、
前記第一の基板の表面上に、前記第一の電極に電気的に接続され、第一の電位に規定される第二の電極と、該第一の電位よりも低い第二の電位に規定される第三の電極と、該第二の電極及び該第三の電極の間に跨って配置された高抵抗膜と、が設けられた画像表示装置において、
前記第二の電極及び前記第三の電極の各々は、一方の電極のうちの他方の電極に最も近接する部分と、該他方の電極に最も近接する部分よりも厚い他の部分と、を有し、かつ、前記他方の電極に最も近接する部分が前記高抵抗膜で覆われており、前記高抵抗膜で覆われた部分の厚さをＡ，前記高抵抗膜の厚さをＢとし、Ｂ＜Ａ＜１５Ｂを満たすことを特徴とする画像表示装置。 - 前記第二の電極及び前記第三の電極は、第一の導電性部材と該第一の導電性部材に重なる第二の導電性部材とを有し、第二の導電性部材が前記他方の電極に最も近接する部分を有し、前記第一の導電性部材と前記第二の導電性部材とが重なる部分が前記他の部分を有することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
- 前記第二の導電性部材の膜厚をＴａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたとき、
Ｔｂ ＞ １０×Ｔａ
の関係を満たす、請求項９に記載の画像表示装置。 - 前記第二の導電性部材の他方の電極側の端部から前記第一の導電性部材の他方の電極側の端部までの距離をＤａ、前記第一の導電性部材の膜厚をＴｂとしたときに、
Ｄａ ＞ Ｔｂ
の関係を満たす、請求項９または１０に記載の画像表示装置。 - 前記第二の導電性部材の膜厚が５００ｎｍ以下である、請求項９から１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記第二の電位がＧＮＤ電位である、請求項８から１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
- 前記第三の電極及び前記高抵抗膜が、前記第二の電極の全周囲にわたり形成されている、請求項８から１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
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