WO2006070612A1

WO2006070612A1 - 画像表示装置

Info

Publication number: WO2006070612A1
Application number: PCT/JP2005/023065
Authority: WO
Inventors: Hirotaka Murata; Keiji Suzuki
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2006-07-06
Also published as: JP2006185701A; US7626325B2; TW200629334A; JP4750413B2; TWI291191B; EP1833073A4; US20070246747A1; DE602005024614D1; EP1833073A1; EP1833073B1

Abstract

　画像表示装置は、前面基板１１および前面基板に対向して設けられ複数の電子放出素子を配置した背面基板を備えている。前面基板は、蛍光体層と、蛍光体層の間に設けられた抵抗層と、蛍光体層および少なくとも抵抗層の一部を覆っているとともに、画像表示の走査方向と直交する方向である第１方向ＸにはギャップＧｘで複数に分断され、画像表示の走査方向である第２方向ＹにはギャップＧｙで複数に分断された分断メタルバック層と、分断メタルバック層に電圧を印加する電圧印加部と、を有している。ギャップＧｘの両側に位置した前記分断メタルバック間の抵抗を電圧Ｖ［Ｖ］の関数としてＲｘ（Ｖ）、前記ギャップＧｙの両側に位置した分断メタルバック間の抵抗を電圧Ｖ［Ｖ］の関数としてＲｙ（Ｖ）としたとき、Ｒｘ（１００）／Ｒｘ（１）＜Ｒｙ（１００）／Ｒｙ（１）である。

Description

明細書

画像表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、画像表示装置に係り、特に、電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置に関する。

背景技術

[0002] 近年、次世代の画像表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類がある力^、ずれも基本的には電界放出を用いてレ、る。これらの電子放出素子を用いた表示装置は、一般に、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ（以下、 FEDと称する）と呼ばれている。 FEDの内、表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、 SEDと称する）とも呼ばれている力本願におレ、ては SEDも含む総称として FEDとレ、う用語を用いる。

[0003] FEDは、：!〜 2mm程度の狭いギャップを置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空容器の内部は、真空度が 10— ⁴Pa程度以下の高真空に維持されている。背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、両基板間には複数のスぺーサが設けられている。

[0004] 前面基板の内面には赤、青、緑の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。背面基板上には、多数の走査線および信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が表示される。

[0005] 上記のように構成された FEDにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、更に、蛍光体の上にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加するァノード電圧は最低でも数 kV、できれば 10kV以上にすることが望まれる。

[0006] しかし、前面基板と背面基板との間のギャップは、解像度ゃスぺーサの特性などの観点からあまり大きくすることはできず、 1〜 2mm程度に設定される。したがって、 FE Dでは、前面基板と背面基板との小さレ、ギャップに強電界が形成されることが避けられず、両基板間の放電が問題となる。

[0007] 放電ダメージ抑制に関して何の対策も導入しないと、放電により電子放出素子、蛍光面、ドライバ IC、駆動回路の破壊や劣化が引き起こされる。これらをまとめて放電ダメージと呼ぶことにする。放電ダメージが起こる状況では、 FEDを実用化するためには、長期間に渡り、放電が絶対に発生しないようにしなければならなレ、。しかし、これを実現するのは非常に難しレ、。

[0008] そこで、万が一放電が起きても放電ダメージが発生しないか無視できるレベルに抑制できるように、放電電流を低減する対策が重要となる。このための技術として、メタルバックを分断する技術が知られている。 FEDの構成によってはメタルバックの上に真空度維持のためのゲッター層を形成することもある。この場合はゲッターも分断することが必要だ力以後、ゲッターの分断をも適宜含むものとして、便宜的にメタルバック分断や分断メタルバックとレ、う用語を用いる。

[0009] メタルバック分断には大きく分けて、 1方向のみに分断し短冊状の分断メタルバックにする 1次元分断と、 2方向に分割し、アイランド状の分断メタルバックにする 2次元分断とがある。 2次元分断では 1次元分断よりも放電電流を小さくすることが可能である。例えば、特開平 10— 326583号公報（以下、特許文献 1と称する）には、 1次元分断の基本構成が開示されている。また、特許文献 1 (実施例 9)、特開 2001— 24389 3号公報 (以下、特許文献 2と称する）、特開 2004— 158232号公報 (以下、特許文献 3と称する）には、 2次元分断について開示されている。

[0010] メタルバックを分断した場合、ビーム電流の経路を確保し輝度低下を許容レベルにすることと、放電時に分断したギャップ間に発生する電位差による放電を防ぐようにすること力 S必要である。これに関し、特許文献 1、特許文献 3では、分断メタルバック間に抵抗層を設ける構成が開示されている。特許文献 2には、分断メタルバックをそれぞれ抵抗層を介して給電ラインに接続する構成が開示されている。なお、分断メタルバック間に抵抗層を設けることに関しては、特開 2000— 251797号公報にも開示がされている。

[0011] 上記構成の FEDでは、外囲器内の真空度維持のため、メタルバックに重ねてゲッター膜を形成することがある。 2次元分断においても、例えば、特開 2003— 068237 号公報、特開 2004— 335346号公報に開示されているような表面の凹凸を利用してゲッタ一膜を分断する技術を適用することが可能である。

[0012] 従来技術のメタルバックを分断する構成においては、以下の 3つの課題が挙げられる。（1)放電電流を許容電流以下にすること。（2)分断されたメタルバック間に形成されたギャップが抵抗として働き、この抵抗にビーム電流が流れることでアノード電圧が低下する。この低下に伴う輝度低下を許容レベル以下にすること。（3)放電時に分割されたメタルバック間のギャップに発生する電圧による放電が起こらないようにすること。

[0013] なお、例えば特許文献 2に記載された分断メタルバックを個々に給電線に接続する構成は、放電電流を減らす観点からは限界があると考えられる。以後は、特許文献 1 および特許文献 3に示されているような分断メタルバック間に抵抗層を設ける構成を前提として従来技術の課題について説明する。

[0014] 2次元分断構造において重要な電気的パラメータは、 X方向および Y方向の分断メタルバック間の抵抗 Rx, Ryである。ここで、 X方向、 Y方向は典型的な横長画面の F EDを想定すると長軸方向、短軸方向に対応するが、一般的な定義については後述する。

[0015] 上記の課題（1)の観点からは、 Rx, Ryを高くする方が有利である。一方、課題（2) と（3)の観点からは、 Rx, Ryを低くする方が有利である。このように課題（1)と課題（2 )、（3)とが、トレードオフの関係にあるため、放電電流の低減には限界がある。

[0016] このため、従来以上に放電電流低減性能を高めることができる技術が望まれていた

発明の開示

[0017] 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放電電流の低減を図り、高性能、低コストの画像表示装置を提供することにある。 [0018] 2次元分断の放電電流低減性能は、表示装置の輝度、精細度、寿命、信頼性、量産性、コストなどさまざまな因子と複雑に結びついている。このため、諸制約の中で、できる限り放電電流低減性能を高めることができれば、より高性能、低コストの画像表示装置を実現することができる。

[0019] ところ力本発明者らがさまざまに検討したところ、単純に Rx， Ryの値を最適化するだけでは、要求仕様によっては、放電電流低減性能が十分とはいえない場合がある。

[0020] そこで、本発明の形態に係る画像表示装置は、蛍光体層と、前記蛍光体層の間に設けられた抵抗層と、前記蛍光体層および少なくとも前記抵抗層の一部を覆っており、画像表示の走查方向と直交する方向である第 1の方向 Xにはギャップ Gxで分断され、画像表示の走查方向である第 2の方向 Yにはギャップ Gyで分断された分断メタルバック層と、前記分断メタルバック層に高圧を印加する高圧印加手段と、を有する前面基板と、前記前面基板に対向して設けられ、複数の電子放出素子を配置した背面基板と、を備え、前記ギャップ Gx間の前記分断メタルバック間抵抗を電圧 V[V]の関数として Rx (V)、前記ギャップ Gy間のメタルバック間抵抗を電圧 V[V]の関数として Ry (V)としたとき、 Rx (100) /Rx (l)く Ry (100) /Ry (l)である。

[0021] この発明の他の形態に係る画像表示装置は、蛍光体層と、前記蛍光体層の間に設けられた抵抗層と、前記蛍光体層および少なくとも前記抵抗層の一部を覆っており、画像表示の走査方向と直交する方向である第 1の方向 Xにはギャップ Gxで分断され、画像表示の走査方向である第 2の方向 Yにはギャップ Gyで分断された分断メタノレバック層と、前記第 1の方向 Xにはギャップ Gxgで分断され、前記第 2の方向 Yにはギヤップ Gygで分断された分断ゲッター層と、前記分断メタルバック層に高圧を印加する高圧印加手段と、を有する前面基板と、前記前面基板に対向して設けられ、複数の電子放出素子を配置した背面基板と、を具備し、前記ギャップ Gxg間の前記分断ゲッター間抵抗を電圧 V[V]の関数として Rxg (V)、前記ギャップ Gyg間のゲッター間抵抗を電圧 V[V]の関数として Ryg (V)としたとき、 Rxg (100) /Rxg (l) <Ryg ( 100) /Ryg (l)である。

図面の簡単な説明 [0022] [図 1]図 1は、この発明の第 1の実施形態に係る FEDを示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の線 II IIに沿った上記 FEDの断面図である。

[図 3]図 3は、上記 FEDにおける前面基板の蛍光面を示す平面図である。

[図 4]図 4は、前記 FEDの蛍光面および抵抗調整層部分を拡大して示す平面図である。

[図 5]図 5は、図 4の線 V—Vに沿った蛍光面等の断面図である。

[図 6]図 6は、図 4の線 VI— VIに沿った上記蛍光面等の断面図である。

[図 7]図 7は、前記 FEDの前面基板およびその等価回路を示す平面図である。

[図 8]図 8は、この発明の第 2の実施形態に係る FEDの蛍光面等を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、図面を参照しながら、この発明を適用した FEDの実施形態について詳細に説明する。

図 1および図 2に示すように、 FEDは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板 11、および背面基板 12を備え、これらの基板は l〜2mmのギャップを置いて対向配置されている。前面基板 11および背面基板 12は、矩形枠状の側壁 13を介して周縁部同士が接合され、内部が 10— ⁴Pa程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器 10を構成している。側壁 13は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材 23により、前面基板 11の周縁部および背面基板 12の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。

[0024] 前面基板 11の内面には蛍光面 15が形成されている。この蛍光面 15は、赤、緑、青に発光する蛍光体層 R、 G、 Bとマトリックス状の遮光層 17とを有している。蛍光面 15 上には、例えば、アルミニウムを主成分としアノード電極として機能するメタルバック層 20が形成されている。更に、メタルバック層 20に重ねてゲッター膜 22が形成されている。表示動作時、メタルバック層 20には所定のアノード電圧が印加される。蛍光面の詳細な構造は後述する。

[0025] 背面基板 12の内面には、蛍光面 15の蛍光体層 R、 G、 Bを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子 18が設けられている。これらの電子放出素子 18は、画素に対応して複数列および複数行に配歹 IJされている。各電子放出素子 18は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。背面基板 12の内面上には、電子放出素子 18を駆動する多数本の配線 21がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器 10の外部に引出されている。

[0026] 背面基板 12および前面基板 11の間には、これらの基板に作用する大気圧を支持するため、多数の板状のスぺーサ 14が配置されている。これらのスぺーサ 14はそれぞれ背面基板 12の長手方向に延びてレ、るとともに、背面基板の幅方向に所定の間隔を置いて配設されている。スぺーサは、板状に限らず、柱状のスぺーサとしてもよレ、。

[0027] FEDにおレ、て、画像を表示する場合、メタルバック層 20を介して蛍光体層 R、 G、 B にアノード電圧を印加し、電子放出素子 18から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光層へ衝突させる。これにより、対応する蛍光体層 R、 G、 Bが励起されて発光し、カラー画像を表示する。

[0028] 次に、前面基板 11の構成について詳細に説明する。図 3に示すように、蛍光面 15 は、赤、青、緑に発光する多数の矩形状の蛍光体層 R、 G、 Bを有している。横長画面を有した FEDの場合、長軸方向を第 1方向 X、短軸方向を第 2方向 Yとすると、蛍光体層 R、 G、 Bは、第 1方向 Xに所定のギャップをおいて繰り返し配列され、第 2方向には同一色の蛍光体層が所定のギャップをおいて配列されている。蛍光体層 R、 G、 Bは、周知のスクリーン印刷やフォトリソグラフィ一により形成される。遮光層 17は、前面基板 11の周縁部に沿って延びた矩形枠部 17a、および矩形枠部の内側で蛍光体層 R、 G、 Bの間をマトリックス状に延びたマトリックス部 17bを有している。

[0029] 以後、寸法の目安のため、画素（3色の蛍光体層 R、 G、 Bをまとめたもの）がピッチ 6 00 μ mの正方形画素である場合を例にとり適宜数値を示す。

図 4ないし図 6に示すように、遮光層 17の上には、抵抗調整層 30が形成されている。抵抗調整層 30は、マトリックス部 17bの領域においては、それぞれ第 1方向 Xに隣合う蛍光体層間を第 2方向 Yに延びた複数の第 1抵抗調整層 31Vと、それぞれ第 2 方向に隣合う蛍光体層間を第 1方向 Xに延びた複数の第 2抵抗調整層 31Hとを有している。蛍光体層は第 1方向 Xに R、 G、 Bと並んでいるため、第 1抵抗調整層 31Vは、第 2抵抗調整層 31Hよりもはるかに幅が狭くなつている。例えば、第 1抵抗調整層 3 IVの幅は 40 μ m、第 2抵抗調整層 31Hの幅は 300 μ mである。

[0030] 抵抗調整層 30の上には、薄膜分断層 32が形成されている。薄膜分断層 32は、それぞれ抵抗調整層 30の第 1抵抗調整層 31V上に形成された縦線部 33V、およびそれぞれ抵抗調整層 30の第 2抵抗調整層 31H上に形成された横線部 33Hを有している。薄膜分断層 32は、表面が凸凹になるように適切な密度で分散された粒子とバインダとを含んで形成されている。蒸着などにより薄膜分断層 32上に形成される薄膜は、薄膜分断層の凹凸によって分断される。薄膜分断層 32は、遮光層 17よりも少し細めに形成されており、数値例を示すと、薄膜分断層の横線部 33Hの幅は 260 x m 、縦線部 33Vの幅は 20 μ mとなっている。

[0031] 薄膜分断層 32の形成後、蛍光体層を形成するためにラッカーなどによる平滑化処理が行われる。この平滑化のための膜は、メタルバック層 20が形成された後には、焼成により焼失する。この平滑化処理は基本的には CRTなどで周知のものである。なお、薄膜分断層 32の領域では、平滑化作用が失われるように、条件が制御される。

[0032] 平滑化処理の後、蒸着等の薄膜形成プロセスにより、蛍光体層 R、 G、 Bおよび薄膜分断層 32に重ねてメタルバック層 20が形成される。メタルバック層 20は、薄膜分断層 32により第 1方向 Xおよび第 2方向 Yに分断され、分断メタルバック層 20aが形成される。分断メタルバック層 20aは、それぞれ蛍光体層 R、 G、 Bに重なって位置している。この場合、隣合う分断メタルバック層 20a間のギャップは薄膜分断層 32の横線部 33Hおよび縦線部 33Vの幅とほぼ同じであり、第 1方向 Xには 20 /i m、第 2方向 Yには 260 x mとなる。

[0033] メタルバック層 20の上にさらに、ゲッター膜 22が形成されている。 FEDにおいて、ゲッター膜 22は、長期に渡り真空度を確保するため蛍光面上に形成されている。一般にゲッター膜 ₂₂は大気に暴露されると作用が失われてしまう。これを防止するため

、ゲッター膜 22は、前面基板 11と背面基板 12とを真空中で封着する際に蒸着等の薄膜プロセスにより形成する。メタルバック層 20の形成後も薄膜分断層 32の分断作用は失われていないため、ゲッター膜 22もメタルバック層 20と同様のパターンに分断されて分断ゲッター膜 22aが形成される。ゲッター膜 22は一般に導電性の金属で形成されている力分断されているため、メタルバック層 20上にゲッター膜 22を形成しても、分断メタルバック層 20aが互いに導通してしまうことを避けられる。

[0034] 上記製法により、それぞれ X方向、 Y方向に Gxg = 20 z m、 Gyg = 260 z mのギヤップで分断された分断ゲッター膜 22aが形成される。

[0035] ここで、本実施形態における X、 Yの定義について説明をしておく。まず、一般的な横長画面の FEDを想定し、長軸方向を X方向、短軸方向を Y方向として説明をする。典型的な構成において、 X方向に延びる複数の走查配線と Y方向に延びる複数の変調配線とがマトリックス状に形成され、これらの走查配線および変調配線によりいわゆる単純マトリックス駆動を行う。すなわち、走查配線に例えば 1Z60秒かけて順々に Y方向にシフトしながら走査信号を印加し、走査信号が印加されている期間にその走查配線に対応する画素に関する変調信号を、変調配線に印加する。前面基板における給電 (ビーム電流の供給)を考えると、 X方向から給電しょうとすると、同じタイミングで走査配線に対応する大量の画素に電流を供給しなければならないため、効率が悪い。このため、 Y方向から給電する方が給電効率の面では有利になる。このような技術背景と関連して、本実施形態では X, Yに言及している。したがって、一般な走査方向と直交する方向を X方向、走査方向を Y方向とする。

[0036] 図 7に、前面基板 11の等価回路を示す。第 1方向 Xに並んだ分断メタルバック層 20 aは、第 1抵抗調整層 31Vにより接続されている。第 1方向 Xに隣合う分断メタルバック層 20a間には抵抗 Rxと容量 Cxが形成されている。第 2方向 Yに並んだ分断メタルバック層 20aは、第 2抵抗調整層 31Hにより接続されている。第 2方向 Yに隣合う分断メタルバック層 20a間には抵抗 Ryと容量 Cyが形成されている。

[0037] 蛍光面 15の外側には、前面基板 11の各辺に沿って延びた共通電極 40が形成されている。分断メタルバック層 20aの内、最も外周側で第 2方向 Yに並んだ分断メタルバック層 20aは、第 1方向 Xに延びた接続抵抗 R2xを介して共通電極 40に電気的に接続されている。最も外周側で第 1方向 Xに並んだ分断メタルバック層 20aは、それぞれ第 2方向 Yに延びた接続抵抗 R2yを介して共通電極 40に電気的に接続されている。共通電極 40は、図示しない高圧供給手段を介して外部の高圧電源に接続されている。

[0038] 本実施形態においては、抵抗値の電圧依存性に注目している。本発明者らが調べた限りでは、一般的に抵抗材は電圧により抵抗値が変化する特性を有していた。また、その変化の仕方は抵抗材によって異なっていた。そこで、この依存性を表現するため、例えば Rxを電圧 Vの関数として、 Rx (V)と表現することにする。 R (V)は一般に Vの減少関数となるようである。

[0039] 本発明者らは、上述の放電電流低減、給電 (輝度低下抑制）、分断メタルバック間放電抑制（分断部発生電圧低減）に関して検討したところ、 Ry (V)を Rx (V)よりおだやかな関数にすることが有効であることを見出した。これについて以下詳細に説明をする。

[0040] 放電電流には Rxと Ryがほぼ同じ重みで影響を与える。放電時には Rx， Ryに印加される電圧が徐々に増大し例えば数百 V〜数 kV程度にまで達するので、特に Rx， R yの高圧での値が重要となる。 Rx, Ryが大きくなると、容量 Cx, Cyによる誘導性の結合が電流に影響を与える度合いが大きくなるので、放電電流への影響の度合いは小さくなつていく。これに対し、上述のように給電に関しては Ryの方が寄与が大きい。放電が起きていない通常の動作状態において、 Rx, Ryに印加される電圧はせいぜい IVのオーダーである。一方、分断部電圧はほぼ放電電流とリンクして増大していくので、やはり高圧での値と関連している。ただし、分断部電圧は電流が急激に増大した後に変化が緩やかになってからの値なので、 Cx, Cyの寄与について放電電流とは ]¾レ、力ある。

[0041] 電圧依存性を考えない場合、望まれる方向は以下のようになる。給電の面からは、上述の給電効率の違レ、から Ryをできるだけ低くし、 Rxをできるだけ高くすることが有利である。放電電流抑制の面からは、 Rxも Ryも高くすることが有利である。分断メタルバック間の電圧低減の面からは、 Rx, Ryもできるだけ低くすることが有利である。しかし、 X方向の分断メタルバック間のギャップの方が Y方向の分断メタルバック間のギャップより小さいため、 Rxの方がより低くすることが求められる。このトレードオフが放電電流低減性能を決めてしまう。

[0042] そこで、電圧依存性を考慮すると、以下のようなことがレ、える。 Ryは給電の面からは低くなる傾向があるので、 Ry (V)が Vにより低下する度合いが大きいと、電流増大への影響が大きい。一方、 Ryが低くなつた分だけ Rxは高くすることが望まれる力 S、 Rxが高い分 Cxの寄与が出てくる。そのため、 Rx力により低下する度合いは大きくても電流増大への寄与は小さくなる。このことから、 Ry (V)を Rx (V)よりゆるやかな関数とすることが有利である。

[0043] 分断部電圧のことを考慮すると、 Rxは低圧では高めにしておくことで、放電電流の増大を初期段階で抑制し、その後 Rxが低下することで電流増大を抑え気味にしつつ分断部発生電圧を抑制することができる。そのため、 Rx (V)は適度な減少関数であることが有利である。

[0044] ここで、関数の変化を表現するための指標について説明をする。給電の際に Rx, R yに印加される電圧はせいぜレ、 IVのオーダーであることから IVでの抵抗値に注目する。放電の際には、最低でも 100Vの電圧が印加されることから 100Vの抵抗値に注目する。これらの比をとつて、

Kx = Rx (100) /Rx ( l )

Ky = Ry (100) /Ry ( l )

という指標を定義する。 Ry (V)の方が Rx (V)よりゆるやかな関数ということは、上述の技術内容を考慮すると、一般的には

Kx<Ky

と表現することができる。

[0045] 本実施形態では、 Rx (V)は第 1抵抗調整層 31Vにより、 Ryは第 2抵抗調整層 31H によりほぼ決定される。第 1抵抗調整層 31Vは、抵抗性の金属酸化物の微粒子を母材としフリットガラス等のバインダを含有した材料を印刷することにより厚膜抵抗として形成されている。第 2抵抗調整層 31Hは、抵抗性の金属酸化物を蒸着、スパッタリングして形成された薄膜抵抗により構成されている。このような構成とすることで、 Kx = 0. 3、 Ky = 0. 9程度としている。一般的には、 Kx、 Kyはこのような値に限らず、上記関係が成り立つ値に設定されていれば効果が期待できる。

[0046] 本発明者らは、従来構成の FEDを試作し、検査したところ、 Kx = 0. 3、 Ky=0. 2 となっていた。そこで、試作 FEDと本実施形態に係る FEDとを比較したところ、実施形態に係る FEDの方が、放電電流を 0. 4倍にできることがわかった。

[0047] 上記実施形態では、 Kyをとりわけ大きくするため、薄膜抵抗を利用したが、一般には、厚膜抵抗を用いた場合でも、電圧依存性は、使用する抵抗材ゃバインダとの組成比によりさまざまに変化するので、両方を厚膜抵抗で形成してもよい。

[0048] 以上のように構成された本実施形態に係る FEDによれば、分断メタルバック層間の抵抗の電圧依存性を規定することにより、放電電流低減性能を従来以上に高めることができ、より厳しい許容電流仕様にも対応できる。これにより、輝度、解像度、寿命などの性能を高め、また、ローコスト化を図ることが可能な表示装置を得ることができる

次に、この発明の第 2の実施形態に係る FEDについて説明する。第 2の実施形態において、第 1の実施形態と、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

[0049] 図 8に示すように、第 2の実施形態に係る FEDによれば、遮光層 17自体により第 1 抵抗調整層および第 2抵抗調整層を形成している。これを実現するために、第 1および第 2抵抗調整層には、第 1の実施形態と同様に抵抗を適正化しつつ、更に、遮光層に求められる黒色に近く低反射率の材料を用いている。これにより、プロセスの簡易化、歩留まりの向上、コストダウンを図ることが可能になる。

[0050] 前述した実施形態においては、抵抗調整層 30は、遮光層 17のマトリックス部に対応したマトリックス状に形成していた力例えば、第 2抵抗調整層 31Hは画素の 2ラインごと設けてもよい。第 1抵抗調整層 31vは、 R、 G、 Bを 3つまとめて 1画素とした場合に、この画素ごとに形成する構成としても良レ、。このような構成とすることで、メタルバック層の分断数を減らすことができ、製造歩留まりの面などで有利となる。分断のピッチは、目標を満たせる範囲でさまざまに選択できることはいうまでもない。

[0051] 上記実施形態においては、ゲッター膜を形成する構成の FEDを想定しているが、ゲッター膜を形成しない構成の FEDもありうる。この場合は、 Rx, Ryを形成するのは、ゲッターの分断ギャップ _Gxg, Gygではなぐメタルバックの分断ギャップ Gx， Gyとなる。なお、 Rx, Ryは厳密には抵抗調整材だけでなぐ薄膜分断材によっても多少影響を受ける。そのため、ゲッター膜を設ける場合、ゲッター膜形成後の抵抗値が Rx , Ryとなる。

[0052] 本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなぐ実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

[0053] 本明細書中において、分断メタルバック層間のギャップとは、メタルバック層の一部が除去されることで形成されるもののみに限られず、上述のように薄膜分断層により分断されたギャップや、メタルバック層の一部を酸化等の処理により変質させて、抵抗値を高めることで形成されるギャップをも含むものである。各構成要素の寸法、材料等は、上述の実施形態で示した数値、材料に限定されることなぐ必要に応じて種々選択可能である。

産業上の利用可能性

[0054] 本発明によれば、分断メタルバック間の抵抗の電圧依存性を規定することにより、放電電流低減性能を従来以上に高めることができ、より厳しい許容電流仕様にも対応できる画像表示装置を提供することができる。これに伴い、画像表示装置の輝度、解像度、寿命などの性能を高め、また、ローコストィ匕を図ることが可能になる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の蛍光体層と、前記蛍光体層の間に設けられた抵抗層と、前記蛍光体層および少なくとも前記抵抗層の一部を覆っているとともに、画像表示の走查方向と直交する方向である第 1方向 Xにはギャップ Gxで複数に分断され、画像表示の走查方向である第 2方向 Yにはギャップ Gyで複数に分断された分断メタルバック層と、前記分断メタルバック層に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する前面基板と、

前記前面基板に対向して設けられ、複数の電子放出素子が配置された背面基板とを備え、

前記ギャップ Gxの両側に位置した前記分断メタルバック間の抵抗を電圧 V[V]の関数として Rx (V)、前記ギャップ Gyの両側に位置した分断メタルバック間の抵抗を電圧 V [V]の関数として Ry (V)としたとき、 Rx ( 100) /Rx ( 1 )く Ry ( 100) /Ry ( 1 ) である画像表示装置。

[2] 前記複数の蛍光体層は、前記第 1方向 Xおよび第 2方向 Yにそれぞれ所定のピッチで並んで設けられ、

前記前面基板は、前記蛍光体層の周囲に形成された遮光層と、前記遮光層に重ねて設けられた薄膜分断層と、を有している請求項 1に記載の画像表示装置。

[3] 複数の蛍光体層と、前記蛍光体層の間に設けられた抵抗層と、前記蛍光体層および少なくとも前記抵抗層の一部を覆っているとともに、画像表示の走查方向と直交する方向である第 1方向 Xにはギャップ Gxで複数に分断され、画像表示の走查方向である第 2方向 Yにはギャップ Gyで複数に分断された分断メタルバック層と、前記第 1 方向 Xにはギャップ Gxgで分断され、前記第 2方向 Yにはギャップ Gygで分断された分断ゲッター層と、前記分断メタルバック層に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する面基板と、

前記前面基板に対向して設けられ、複数の電子放出素子が配置された背面基板と、を具備し、

前記ギャップ Gxgの両側に位置した前記分断ゲッター層間の抵抗を電圧 V[V]の関数として Rxg (V)、前記ギャップ Gygの両側に位置した前記分断ゲッター層間の抵抗を電圧 V[V]の関数として Ryg (V)としたとき、 Rxg (100) /Rxg (1) < Ryg (100) /Ryg (1)である画像表示装置。

前記複数の蛍光体層は、前記第 1方向 Xおよび第 2方向 Yにそれぞれ所定のピッチで並んで設けられ、

前記前面基板は、前記蛍光体層の周囲に形成された遮光層と、前記遮光層に重ねて設けられ前記メタルバック層およびゲッター膜の少なくとも一方を分断した薄膜分断層と、を有している請求項 3に記載の画像表示装置。