画像表示装置
【課題】電子放出源やその駆動回路への放電の影響を抑えつつ、表示装置の各部位での輝度のばらつきを抑制する。
【解決手段】画像表示装置のリアプレートは、マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えている。フェイスプレートは、アノード電極２６の外側に、アノード電極の互いに対向する２辺に沿って走査線と並進して設けられ、各々がアノード電極と接続され、いずれか一方が給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材７，８と、アノード電極の外側に、アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材６と、を有している。第一及び第二の電位規定部材、アノード電極及び抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値を各々Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている。
【解決手段】画像表示装置のリアプレートは、マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えている。フェイスプレートは、アノード電極２６の外側に、アノード電極の互いに対向する２辺に沿って走査線と並進して設けられ、各々がアノード電極と接続され、いずれか一方が給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材７，８と、アノード電極の外側に、アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材６と、を有している。第一及び第二の電位規定部材、アノード電極及び抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値を各々Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置に関し、特にアノード電極への電位印加構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アノード電極の周囲にアノード電極に電位を印加するための電極（共通電極）を有する画像表示装置が開示されている。アノード電極は複数の蛍光体層を覆う複数のメタルバックで形成されている。メタルバック同士は抵抗材で相互に接続されており、抵抗材のもつ大きな電気抵抗によって放電時の放電電流が抑制される。共通電極は互いに間隔をあけて配置された複数の電極膜と、複数の電極膜を連結する環状の抵抗膜と、を有している。このため、共通電極のどの部位で放電が生じても、放電電流を抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される共通電極は、その構造が部位によらずほぼ一定であり、共通電極のどの部位でも、同程度でかつ比較的大きな抵抗値を有している。このような共通電極では、共通電極での電圧降下が大きく、アノード電極に印加される電位がアノード電極の部位によって大きく変動する。この現象は、画像表示装置の各部位での輝度のばらつき（輝度ムラ）につながる。共通電極は放電防止のため、ある程度の抵抗値を有していることが望ましいため、共通電極の抵抗値を下げることには限界がある。一方、放電が生じた場合の画像表示装置への影響度は、装置内のどの部品が放電による影響を受けるかに依存し、特に、電子放出源やその駆動回路などの機能上重要な部品が放電による影響を受けた場合に、画像表示装置への影響が大きい。
【０００５】
本発明は、電子放出源やその駆動回路への放電の影響を抑えつつ、表示装置の各部位での輝度のばらつきを抑制することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えたリアプレートと、電子が衝突することで発光する発光部材と、発光部材を覆い、電子放出源よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極と、アノード電極に電位を供給する給電端子と、を備え、電子放出源から放出された電子がアノード電極によって加速されて発光部材に衝突するようにされたフェイスプレートと、を有している。フェイスプレートは、アノード電極の外側に、アノード電極の互いに対向する２辺に沿って走査線と並進して設けられ、各々がアノード電極と接続され、いずれか一方が給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材と、アノード電極の外側に、アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材と、を有している。第一及び第二の電位規定部材の基準長さ当たりの平均抵抗値のうち大きい方をＲ１、抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ２、アノード電極の、抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている。
【０００７】
本発明によれば、比較的抵抗の小さい（抵抗値Ｒ１）第一及び第二の電位規定部材がアノード電極と接続されている。第一及び第二の電位規定部材における電圧降下は小さいため、アノード電極の部位による電位の変動が抑えられる。さらに、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材の抵抗値Ｒ２がアノード電極の平均抵抗値Ｒ３よりも低くされているため、給電端子と接続されていないほうの電位規定部材の電圧降下も抑えられる。以上によって、画像表示装置の各部位での輝度のばらつきが抑制される。一方、第一及び第二の電位規定部材は、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と並進して設けられている。走査線は、多数の電子放出源を同時駆動するために、大きな電流を受け入れることができる。このため、万が一、第一及び第二の電位規定部材と走査線との間で放電が発生した時にも、電子放出源及び駆動用回路への放電による影響を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子放出源やその駆動回路への放電の影響を抑えつつ、表示装置の各部位での輝度のばらつきを抑制することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のフェイスプレートを示す模式的平面図である。
【図２】本発明の画像表示装置の模式的断面図である。
【図３】本発明のリアプレートの画素部を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の画像表示装置のスペーサ部を示す模式的断面図である。
【図５】本発明による輝度ムラ低減の効果を示す模式図である。
【図６】本発明のフェイスプレートの抵抗測定方法を示す模式的平面図である。
【図７】本発明の抵抗部材の構成を示す模式的平面図である。
【図８】本発明のフェイスプレートの電流経路を示す模式的平面図である。
【図９】本発明による輝度ムラ低減の程度を示すグラフである。
【図１０】本発明の比較例を表す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の画像表示装置は、電子放出源からの電子ビームを照射して画像を形成する電界電子放出ディスプレイ（ＦＥＤ）に適用できる。特に、フェイスプレートとリアプレートが近接して配置され高電界が印加される平面型のＦＥＤでは、放電が発生しやすく、また放電電流が増加しやすいために、特に好適に用いられる。
【００１１】
本発明の実施の形態について，ＦＥＤの中でも特に表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置（以下ＳＥＤ）を例に挙げ，図を用いて具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフェイスプレートを示す模式的平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線における画像表示装置の断面を示す模式的断面図である。
【００１３】
図２に示すように、フェイスプレート１とリアプレート２と側壁３とにより真空気密容器３０が形成されている。真空気密容器３０の内部は減圧され、真空状態を保っている。フェイスプレート１は、後述する蛍光体の発光によって生じた光を透過させるために、ソーダライムガラスやアルカリフリーガラスやアルカリ成分を調整した高ひずみ点ガラスなどからなるガラス基板が用いられる。リアプレート２は、フェイスプレート１と線膨張係数を合わせるために、フェイスプレート１と同様なガラス基板が好適に用いられる。側壁３は、フェイスプレート１やリアプレート２と同様のガラス部材や、線膨張係数を合わせた金属部材で形成される。側壁３は、不図示のフリットガラスや低融点金属で、フェイスプレート１及びリアプレート２に固定されている。
【００１４】
フェイスプレート１には、電子が衝突することで発光する発光部材が形成されている。この発光部材は、例えば蛍光体材料が塗布された蛍光体層４である。蛍光体層４には、電子線の照射を受けて発光する蛍光体材料を用いることができる。カラーディスプレイを得るためには、ＣＲＴ分野で用いられるＰ２２蛍光体が、色再現性や輝度の観点から好適に用いられる。
【００１５】
フェイスプレート１は、発光部材を覆い、電子放出源１０よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極２６を有している。アノード電極２６は、蛍光体層４、メタルバック５及びアノード抵抗部材９が配置されている領域である。蛍光体層４には、ＣＲＴなどで公知の、発光部材を覆う、マトリクス状に配置された複数のメタルバック５が形成されている。メタルバック５は、蛍光体層４に所望の加速電圧を印加することと、蛍光体層４の発光で生じた光を反射し光の取り出し効率を増すこと、を目的として設けられている。メタルバック５は、光の反射を実現でき、かつ電子線が透過できる材料で形成されていればよく、アルミニウムの薄膜が電子透過性及び反射率に優れており、好適に用いることができる。
【００１６】
メタルバック５に所望の電位を供給する配線として、アノード抵抗部材９が設けられている。アノード抵抗部材９は、メタルバック５に入射される電子ビームの電流を流さなければならないため、ある程度以下の抵抗値が必要となる。一方、アノード抵抗部材９は、リアプレート２とフェイスプレート１間の放電電流を抑制するために、ある程度以上の抵抗値を有することが好ましい。これらのことからアノード抵抗部材９の抵抗値には、好ましい範囲が存在する。アノード抵抗部材９の材料としては、所望の抵抗値が得られる材料であればよいが、酸化ルテニウムやＩＴＯ、ＡＴＯなどの材料が、抵抗値の制御が容易であり、好適に用いることができる。
【００１７】
アノード抵抗部材９に高圧電源からの給電を行なう部材が、アノード電極２６の外周側に設けられている。これらの部材は、図１に示すように、抵抗部材６と、第一の電位規定部材７と、第二の電位規定部材８であり、本発明の特徴的な要素となっている。
【００１８】
第一及び第二の電位規定部材７，８は、アノード電極２６の外側に、アノード電極２６の互いに対向する２辺に沿って走査線１２と並進して設けられ、各々がアノード電極２６と接続されている。これらの電位規定部材７，８のいずれか一方は給電端子２５と接続されている。本実施形態では、第一の電位規定部材７が、高圧端子（不図示）を介して高圧電源（不図示）からの電位をアノード電極２６に供給する給電端子２５を有している。第二の電位規定部材８は、第一の電位規定部材７と略平行で、かつアノード電極２６の反対側の外周に配置されている。第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、典型的にはアノード電極２６の辺に沿うように配置され、アノード電極２６の辺と略等しい長さで配置することが好ましい。
【００１９】
電位規定部材７，８は、電子ビームの電流に基づく電圧降下が事実上ほとんどないように低抵抗な材料で形成されている。電位規定部材７，８の材料としては、金属の薄膜もしくは金属粉が混入されたペーストの焼結材を用いることができる。作成方法の容易さから、銀粉末とガラスフリットとビヒクルを添加したペーストを焼結した材料を好適に用いることができる。
【００２０】
抵抗部材６は、第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８とを電気的に接続している。抵抗部材６は、アノード電極２６の外側に、アノード電極２６の他の２辺、すなわち第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８が設けられていない辺の少なくとも一方に沿って位置している。本実施形態では、抵抗部材６はアノード電極２６を挟んだ両側に設けられているが、１つだけ設けられていてもよい。抵抗部材６の抵抗値は、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８よりも高くされている。抵抗部材６の抵抗値を、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８の抵抗値より高くすることにより、電位規定部材７，８同士の電気的接続を行ないつつ、抵抗部材６の近傍で放電が発生した際の放電電流を抑制することができる。抵抗部材６の材料としては、アノード抵抗部材９と同様に、所望の抵抗値が得られる材料であればよい。酸化ルテニウムやＩＴＯ、ＡＴＯなどの材料が、抵抗値の制御が容易であることから、好適に用いることができる。抵抗値を調整するために、抵抗部材６の内部に抵抗の低い電極を設けることによって、実効的な抵抗を下げることもできる。
【００２１】
抵抗部材の長手方向と平行な方向に延びるメタルバック５の各列２９において、第一の電位規定部材７と複数のメタルバック５と第二の電位規定部材８とは、複数のメタルバック抵抗部材９によって直列に順次接続されている。また、第二の電位規定部材８は抵抗部材６を介して、給電端子２５を備えた第一の電位規定部材７に接続されている。このため、各列２９のメタルバックには、第一の電位規定部材７から、及び抵抗部材６を介して第二の電位規定部材８から電位が印加され、電子放出源１０から放出された電子がアノード電極２６によって加速されて、発光部材（蛍光体層４）に衝突する。
【００２２】
図３に、リアプレート２の電子放出源近傍の模式的平面図を示す。図４に、図１のＢ−Ｂ’線における画像表示装置の模式的断面図を示す。図３〜４を参照すると、リアプレート２には、マトリクス状に形成された電子放出源１０と、情報配線１１と、走査線１２と、電子放出源１０に情報配線１１及び走査線１２から給電する電極１３と、配線間絶縁層１４と、が設けられている。図２を参照すると、リアプレート２には、電子放出源の駆動用回路２７が設けられている。第一及び第二の電位規定部材７，８と対向する部位には、電子放出源及び駆動用回路のいずれとも接続されていない放電用配線２８が設けられている。電子放出源１０は単純マトリクス駆動され、フェイスプレート１に電子ビームを照射する。
【００２３】
図４に断面で示した部分には、フェイスプレート１とリアプレート２にかかる大気圧を支持するためのスペーサ１５が配置される場合がある。スペーサ１５はアノード抵抗部材９と走査線１２とに接触している。スペーサ１５は不図示の固定方法（接着剤や固定部材）にて両端で固定されている。このような構成においては、スペーサ１５はアノード電極２６で形成される画像領域と、抵抗部材６と、を跨ぐように配置される。
【００２４】
次に、本発明の特徴である電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード抵抗部材９について、更に詳細に説明する。
【００２５】
まず、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８の配置について、図５を用いて説明する。電子ビームの照射によって発生する電流は、不図示の高圧電源からアノード電極２６を介して、リアプレート２の電子放出源１０に流れ込む。この際、共通電極として第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８が存在していないと、電圧降下に大きなばらつきが発生し、画像の輝度ムラを生じる。図５に電圧降下によって生じる輝度分布の模式図を示す。図５（ａ）は、電位規定部材７，８が存在していない場合の画像表示領域の輝度分布（すなわち、アノード電極２６の輝度分布）を示す。各メタルバック５には、これらを接続するアノード抵抗部材９だけを介して、電位が供給される。このため、高圧端子１６側では、アノード抵抗部材９での電圧降下が小さく輝度が高いが、高圧端子１６と反対側のコーナー部ではアノード抵抗部材９での電圧降下が大きく輝度が低くなる。
【００２６】
図５（ｂ）は、第一の電位規定部材７のみを配置した場合の輝度分布を示す。第一の電位規定部材７の抵抗Ｒ１が低いため、左右方向の電圧降下が小さくなり輝度分布のばらつきも左右方向では小さくなる。しかしながら、アノード電極２６を挟んだ電位規定部材７の反対側の位置では電圧降下が大きく、輝度が低くなる。このため、上下方向での大きな輝度ムラは依然として生じている。
【００２７】
図５（ｃ）は、アノード電極２６を挟んだ第一の電位規定部材７の反対側の位置に第二の電位規定部材８を配置し、これらの電位規定部材７，８を抵抗部材６で接続した場合の輝度分布を示す。この場合、Ｒ１は第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８のうち、大きいほうの抵抗値を意味する。アノード抵抗部材９の抵抗値Ｒ３よりも抵抗部材６の抵抗Ｒ２のほうが低い場合には、第二の電位規定部材８の電圧降下が小さくなり、図５（ｃ）に示すように電位規定部材７，８近傍での輝度低下が小さくなる。画像領域中央では輝度が最も低下するが、その低下量は小さく、画像表示領域内の輝度ムラが抑えられる。従って、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たすことで、電圧降下を小さくし画像領域の輝度ムラを小さくすることができる。なお、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の定義及び抵抗の大きさの範囲については、後ほど詳細に説明する。
【００２８】
第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８を配置する向きについて説明する。単純マトリクス駆動で電子放出源１０を線順次に駆動する場合、走査線１２に沿った方向には、同時に複数の電子放出源１０からの電子がメタルバック５に注入される。そのため、電位規定部材７，８を走査線１２に直交する向きで配置すると、同時に流れる電流が重なり合うように流れるため、電圧降下が大きくなってしまう。従って、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、線順次駆動される際に同時に駆動される走査線１２と平行な方向に延びていることが好ましい。
【００２９】
次に、アノード電極２６の配置について図１，４を用いて説明する。平面型ＦＥＤの場合、フェイスプレート１とリアプレート２との間に高電圧（高電界）が加わるため、放電が発生する場合がある。フェイスプレート１とリアプレート２は静電容量を形成しているため、放電時には静電容量に蓄積された電荷量分の電流が流れ、画像表示装置に深刻な欠陥を生じさせる場合がある。そこで、画像領域を形成するアノード電極２６は、低抵抗なメタルバック５同士がアノード抵抗部材９で接続されている。アノード抵抗部材９の、抵抗部材６の長手方向における基準長さ当たり抵抗値は、メタルバック５の、抵抗部材６の長手方向における基準長さ当たり抵抗値より大きくされている。アノード抵抗部材９は、放電電流を制限できる程度の抵抗値を有していることが好ましい。フェイスプレート１の面内方向の抵抗値を上げることにより、放電時に静電容量に実効的に流れ込む電流を小さくし、放電電流を抑制することができる。
【００３０】
一方、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８は、その機能上、抵抗を低くしなければならない。従って、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８で放電が発生した場合、リアプレート２の、電位規定部材７，８と対向する部分に流れ込む放電電流が増大する場合がある。
【００３１】
ここで、放電電流が流れ込み欠陥を発生してしまうのは、電子放出源１０やその駆動用回路（駆動ＩＣ）２７であり、特に第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８と平行に延びる走査線１２への放電が問題となる。しかし、図３に示すように、走査線１２と信号線１１とを比較すると、走査線１２のほうが太く抵抗が低い。これは、電子放出源１０が単純マトリクスで線順次駆動され、走査線１２上の電子放出源１０が同時に駆動されるため、走査線１２により多くの電流が流れるためである。従って、万が一走査線１２に放電が生じても、走査線１２は大電流を吸収しやすいため、電子放出源１０やその駆動用回路２７への影響は限定的である。
【００３２】
さらに、図３に示すように、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８の、リアプレート２側の対向部分に、低抵抗でかつ電子放出源１０や駆動用回路２７につながらない放電用配線（放電バイパス用の配線）２８を設けてもよい。これによって、画像表示装置への重大な欠陥が一層防止しやすくなる。しかも、前述のとおり、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、走査線１２と平行に形成するほうが好ましいため、放電バイパス用の配線２８は走査線１２と同様に形成することができ、その形成も容易である。
【００３３】
一方、抵抗部材６が配置される個所には、図４に示すようにスペーサ１５が配置される場合がある。これは、スペーサ１５を配置する場所が走査線１２上であることと、スペーサ１５を固定する個所は画像領域外が好ましいこととによる。スペーサ１５の端部では、画像領域内のように平行平板形状で電界分布が形成されず、電位分布がひずむことが知られており、そのような場所では放電が生じる可能性が高い。このように、走査線１２と直交するアノード電極２６の周縁部は、電子放出源１０に接続された走査線１２に近く、かつ放電が生じやすい領域となっている。そこで、この部分に配置される抵抗部材６の抵抗値Ｒ２を、電位規定部材７，８の抵抗値Ｒ１よりも大きく（Ｒ１＜Ｒ２）することにより、放電電流を抑制し、電子放出源１０や駆動用回路２７への放電による影響を低減することができる。なお、Ｒ１は、電位規定部材７，８の抵抗値のうち大きいほうの抵抗値とする。
【００３４】
次に、第一及び第二の電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード電極２６の抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の定義及び測定方法について、図６，７を用いて説明する。これらの抵抗値は、各部材の基準長さ当たりの平均抵抗値で定義される。具体的には、メタルバックの各列２９で、一つのメタルバック５と、このメタルバック５を挟んで両側から隣接する１組のメタルバック抵抗部材９を考える。次に、抵抗部材６の長手方向で、両側から隣接するメタルバック抵抗部材９の各中央部をとり、この中央部を両端として定められる区間（図６に示す破線で囲まれた領域）を考える。一例では、この区間の長さが基準長さ１８である。アノード電極２６内の１絵素が一つのメタルバック５に対応する場合は、抵抗部材６の延びる方向と平行な向きに測った絵素の長さが基準長さ１８となる。第一及び第二の電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード電極２６の平均抵抗値は、この基準長さ１８当たりの抵抗値として定義される。
【００３５】
測定方法としては、回り込みによる抵抗値の変化を防ぐために、当該個所を切り出すか、抵抗性の部分を切断して測定を行なう。抵抗測定時の測定位置１９で、テスターなどを用いて抵抗を測定し、それぞれの部材の、基準長さ当たりの抵抗値を求める。図７に示すように、抵抗調整のために、第一及び第二の電位規定部材７，８や抵抗部材６を、抵抗材２０ａと電極２０ｂとの複合構成で形成する場合がある。このような場合には、上述のように抵抗測定時の基準長さ１８をとると、電極２０ｂの抵抗を測定する場合も発生する。このような場合には、抵抗材２０ａと電極２０ｂの繰り返しピッチなどを勘案して測定個所を決定し、第一及び第二の電位規定部材７，８や抵抗部材６の基準長さ１８当たりの平均抵抗を測定する。例えば、抵抗材２０ａと電極２０ｂの繰り返しピッチをＬ，ピッチＬ当たりの抵抗をＲとすれば、抵抗値はＲ／Ｌ×基準長さとなる。メタルバック５とメタルバック抵抗部材９の基準長さ当たりの抵抗値を求める際は、メタルバック５だけが存在する区間やメタルバック抵抗部材９だけが存在する区間を考え、その区間の抵抗値を基準長さ当たりの抵抗値として換算すればよい。
【００３６】
以上をまとめると、第一及び第二の電位規定部材７，８と、抵抗部材６と、アノード電極２６の抵抗には、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係がある。ここで、Ｒ１は、第一及び第二の電位規定部材７，８の基準長さ１８当たりの平均抵抗値のうち、いずれか大きい方の値である。Ｒ２は、抵抗部材６の平均基準長さ１８当たりの抵抗値である。Ｒ３は、アノード電極２６の抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ１８当たりの平均抵抗値である。
【００３７】
さらに、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の関係について、図８を用いて詳細に説明する。本発明の効果は、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３がＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしていれば得られる。しかしながら、本発明の効果をより高めるためには、Ｒ１及びＲ２はＲ３に対して相当程度小さくすることが望ましい。図８に、画像表示装置の電子放出源１０を線順次駆動し、発光させた場合の電流経路を示す。図中、矢印の方向は、電子の流れる向きを示している。電子ビームの照射部２１から、電子は複数の経路をたどって流れる。電子は不図示の高圧端子を介して高圧電源に流れ込む。第一の経路として、電流が電子ビーム照射部分２１から電位規定部材７に向かって流れる経路２２が存在する。次に、第二の経路として、電流が一旦第二の電位規定部材８に向かって流れた後、抵抗部材６を通り、第一の電位規定部材７に流れ込む経路２３，２４が存在する。なお、経路２４はアノード電極２６を挟んだ両側に抵抗部材６がある場合に存在する。従って、電位規定部材７，８と抵抗部材６には同時に照射部２１からの電流が同時に流れるため、経路２２と比べ経路２３、２４には大きな電流が流れることになる。全面点灯した場合、Ｘ方向の画素数Ｎ分の電流が流れる。図５に示すように、横方向の電圧降下をほぼ無くすためには、Ｒ１はＲ３に対して２桁以上電圧降下を小さくすることが好ましく、Ｘ方向の画素数Ｎに対して、Ｒ１＜Ｒ３／（１００×Ｎ）程度の抵抗比が好ましい。経路２３、２４は電圧降下を抑制する観点からは、同様に抵抗が低いほうが好ましく、具体的には、抵抗部材６での電圧降下がアノード抵抗部材９での電圧降下と同等以下であると好ましい。従って、Ｒ２とＲ３の抵抗比は、同時に流れる電流量の比率程度であることが好ましい。抵抗部材６が両側にある場合、抵抗部材６に流れる電流量は同時駆動素子数の半分Ｎ／２であることから、Ｒ２＜Ｒ３／（Ｎ／２）程度の抵抗比が望ましい。ただし、要求する輝度ムラならびに駆動条件によって要求される抵抗比は変化するため、上述の条件に限定されるわけではない。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８（大きい方の抵抗値をＲ１とする。）を平行に配置し、これらを抵抗部材６（抵抗Ｒ２）で接続し、アノード電極２６の抵抗値（Ｒ３）との関係がＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３とされている。これによって、放電時のリスクを抑えつつ、画像領域内の電圧降下による輝度ムラを小さくすることができる。
【００３９】
以下、具体的な実施例をあげて本発明を詳しく説明する。
【００４０】
（実施例１）
本実施例は、図１に示される画像表示装置の例である。リアプレート、スペーサ及び画像表示装置の全体構成については、上述の実施の形態にて説明した通りである。ここでは、本実施例の特徴部分であるフェイスプレート１を形成する構成部材のうち、メタルバック５、抵抗部材６、第一の電位規定部材７、第二の電位規定部材８、アノード抵抗部材９のみについて説明を行なう。
【００４１】
本実施例に使用したフェイスプレート１は以下のように作製した。
【００４２】
（工程１：ブラックマトリクス形成）
洗浄したガラス基板（旭硝子製ＰＤ２００）の表面に，黒色ペースト（黒色顔料及びガラスフリットを含有）をマトリクス状にスクリーン印刷し，１２０℃で乾燥後、５５０℃で焼成して厚さ５μｍのブラックマトリクス（不図示）を形成した。スクリーン印刷は、Ｘ方向ピッチが２００μｍ、Ｙ方向ピッチが６００μｍ、Ｘ方向に３００絵素、Ｙ方向に１００絵素、開口サイズＸ×Ｙが１５０μｍ×３００μｍの条件で行った。
【００４３】
（工程２：アノード抵抗部材９形成）
次に、ブラックマトリクス上に、酸化ルテニウムの配合された高抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、図１に示すアノード抵抗部材９のパターンを形成した。焼成後のパターンは、線幅が１００μｍ、膜厚が５μｍであった。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、アノード抵抗部材９となる部分を形成した。この際、後述するメタルバック５を作製せずに５００℃で焼成し、１絵素分の抵抗値を測定したところ、１ＭΩであった。
【００４４】
（工程３：電位規定部材形成）
次に、銀粉末及びフリットガラスを含有した低抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、幅３００μｍの第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８のパターンを形成した。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、電位規定部材７，８となる部分を形成した。この際、後述する工程を経ずに５００℃で焼成し、長さ６００μｍ分の抵抗値を測定したところ、３０ｍΩであった。
【００４５】
（工程４：抵抗部材６形成）
次に、工程２よりも抵抗を低く調整した酸化ルテニウムの配合された高抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、幅６００μｍの抵抗部材６のパターンを形成した。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、５５０℃で焼成して抵抗部材６を形成した。抵抗部材６を部分的に切り出して抵抗値を測定したところ、１０ｋΩであった。
【００４６】
（工程５：蛍光体層４形成）
ブラックマトリクスの開口部分で、アノード抵抗部材９の間にあたる部分に、蛍光体ペーストを用いて蛍光体層４を形成した。蛍光体にはＰ２２蛍光体（赤：Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、緑ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）を用いた。蛍光体層４は所望の個所にスクリーン印刷法で形成し、１２０度で乾燥させた。
【００４７】
（工程６：メタルバック５形成）
次に、ＣＲＴで公知のアクリルエマルジョンを用いたフィルミングを用いて中間膜を形成し、その後メタルマスクを用いて、真空蒸着法にて、メタルバックとなるアルミニウム膜を厚さ０．１μｍにて成膜した。その後、４５０度で焼成して中間膜を熱分解し、メタルバック５を形成した。メタルバック５はアノード抵抗部材９と接続させた。
【００４８】
このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示装置を作成し、加速電圧１０ｋＶを印加して、画像表示を行なったところ、輝度ムラが小さく良好な画像が得られた。
【００４９】
強制的に放電させるために、加速電圧を上昇させていったところ、１５ｋＶにて抵抗部材６で放電が発生したが、画像の欠陥は生じなかった。
【００５０】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。実施例１と異なる点は、抵抗部材６の構成である。本実施例では、アノード抵抗部材９と同時に幅６００μｍの抵抗材２０ａを形成し、メタルバック５と同時に幅５００μｍ、長さ１ｍｍ、間隔２００μｍの電極２０ｂを形成した。形成した抵抗部材６の抵抗を測定したところ、図７に示す基準長さ当たりの抵抗値は１０ｋΩであった。このような作製手順をとることで、工程を１つ減らすことができた。
【００５１】
このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示パネルを形成し、表示画像を観察したところ、実施例１と同様に良好な画像が得られ、強制的に放電させても画像欠陥は生じなかった。
【００５２】
（比較例１）
次に、本発明の比較例を説明する。比較例１は、第二の電位規定部材２と抵抗部材６がないことを除き、基本的な構成は実施例１と同様である。図１０（ａ）のようにフェイスプレートを作製し、画像表示装置に組み立てて、表示画像を観察した。
【００５３】
実施例１と比較例１の違いを図９に示す。図９は点灯画像の輝度ムラを示す図で、横軸がＹ方向のアドレス、縦軸に面内の輝度ムラ（最も明るいところを１００％）として示している。比較例では面内で１０％程度輝度が低下しているのに対し、実施例１は６％程度の輝度低下であった。また実施例１では、縦１ライン点灯の場合、最も暗くなる部分でも１．５％程度の輝度低下であった。
【００５４】
（比較例２）
次に比較例２について説明する。比較例２では、図１０（ｂ）のように、電位規定電極７をアノード電極２６を囲うように形成した。このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示装置を作成し表示画像を観察したところ、輝度ムラは２％以下であった。しかしながら、強制的に放電させるために、加速電圧を上昇させていったところ、１５ｋＶにて電位規定部材のうち縦方向の部分にて放電が発生し、重大な画素欠陥が生じた。
【符号の説明】
【００５５】
５ メタルバック
６ 抵抗部材
７ 第一の電位規定部材
８ 第二の電位規定部材
９ アノード抵抗部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置に関し、特にアノード電極への電位印加構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アノード電極の周囲にアノード電極に電位を印加するための電極（共通電極）を有する画像表示装置が開示されている。アノード電極は複数の蛍光体層を覆う複数のメタルバックで形成されている。メタルバック同士は抵抗材で相互に接続されており、抵抗材のもつ大きな電気抵抗によって放電時の放電電流が抑制される。共通電極は互いに間隔をあけて配置された複数の電極膜と、複数の電極膜を連結する環状の抵抗膜と、を有している。このため、共通電極のどの部位で放電が生じても、放電電流を抑制することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される共通電極は、その構造が部位によらずほぼ一定であり、共通電極のどの部位でも、同程度でかつ比較的大きな抵抗値を有している。このような共通電極では、共通電極での電圧降下が大きく、アノード電極に印加される電位がアノード電極の部位によって大きく変動する。この現象は、画像表示装置の各部位での輝度のばらつき（輝度ムラ）につながる。共通電極は放電防止のため、ある程度の抵抗値を有していることが望ましいため、共通電極の抵抗値を下げることには限界がある。一方、放電が生じた場合の画像表示装置への影響度は、装置内のどの部品が放電による影響を受けるかに依存し、特に、電子放出源やその駆動回路などの機能上重要な部品が放電による影響を受けた場合に、画像表示装置への影響が大きい。
【０００５】
本発明は、電子放出源やその駆動回路への放電の影響を抑えつつ、表示装置の各部位での輝度のばらつきを抑制することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像表示装置は、マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えたリアプレートと、電子が衝突することで発光する発光部材と、発光部材を覆い、電子放出源よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極と、アノード電極に電位を供給する給電端子と、を備え、電子放出源から放出された電子がアノード電極によって加速されて発光部材に衝突するようにされたフェイスプレートと、を有している。フェイスプレートは、アノード電極の外側に、アノード電極の互いに対向する２辺に沿って走査線と並進して設けられ、各々がアノード電極と接続され、いずれか一方が給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材と、アノード電極の外側に、アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材と、を有している。第一及び第二の電位規定部材の基準長さ当たりの平均抵抗値のうち大きい方をＲ１、抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ２、アノード電極の、抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている。
【０００７】
本発明によれば、比較的抵抗の小さい（抵抗値Ｒ１）第一及び第二の電位規定部材がアノード電極と接続されている。第一及び第二の電位規定部材における電圧降下は小さいため、アノード電極の部位による電位の変動が抑えられる。さらに、第一の電位規定部材と第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材の抵抗値Ｒ２がアノード電極の平均抵抗値Ｒ３よりも低くされているため、給電端子と接続されていないほうの電位規定部材の電圧降下も抑えられる。以上によって、画像表示装置の各部位での輝度のばらつきが抑制される。一方、第一及び第二の電位規定部材は、電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と並進して設けられている。走査線は、多数の電子放出源を同時駆動するために、大きな電流を受け入れることができる。このため、万が一、第一及び第二の電位規定部材と走査線との間で放電が発生した時にも、電子放出源及び駆動用回路への放電による影響を最小限に抑えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子放出源やその駆動回路への放電の影響を抑えつつ、表示装置の各部位での輝度のばらつきを抑制することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のフェイスプレートを示す模式的平面図である。
【図２】本発明の画像表示装置の模式的断面図である。
【図３】本発明のリアプレートの画素部を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の画像表示装置のスペーサ部を示す模式的断面図である。
【図５】本発明による輝度ムラ低減の効果を示す模式図である。
【図６】本発明のフェイスプレートの抵抗測定方法を示す模式的平面図である。
【図７】本発明の抵抗部材の構成を示す模式的平面図である。
【図８】本発明のフェイスプレートの電流経路を示す模式的平面図である。
【図９】本発明による輝度ムラ低減の程度を示すグラフである。
【図１０】本発明の比較例を表す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の画像表示装置は、電子放出源からの電子ビームを照射して画像を形成する電界電子放出ディスプレイ（ＦＥＤ）に適用できる。特に、フェイスプレートとリアプレートが近接して配置され高電界が印加される平面型のＦＥＤでは、放電が発生しやすく、また放電電流が増加しやすいために、特に好適に用いられる。
【００１１】
本発明の実施の形態について，ＦＥＤの中でも特に表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置（以下ＳＥＤ）を例に挙げ，図を用いて具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像表示装置のフェイスプレートを示す模式的平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線における画像表示装置の断面を示す模式的断面図である。
【００１３】
図２に示すように、フェイスプレート１とリアプレート２と側壁３とにより真空気密容器３０が形成されている。真空気密容器３０の内部は減圧され、真空状態を保っている。フェイスプレート１は、後述する蛍光体の発光によって生じた光を透過させるために、ソーダライムガラスやアルカリフリーガラスやアルカリ成分を調整した高ひずみ点ガラスなどからなるガラス基板が用いられる。リアプレート２は、フェイスプレート１と線膨張係数を合わせるために、フェイスプレート１と同様なガラス基板が好適に用いられる。側壁３は、フェイスプレート１やリアプレート２と同様のガラス部材や、線膨張係数を合わせた金属部材で形成される。側壁３は、不図示のフリットガラスや低融点金属で、フェイスプレート１及びリアプレート２に固定されている。
【００１４】
フェイスプレート１には、電子が衝突することで発光する発光部材が形成されている。この発光部材は、例えば蛍光体材料が塗布された蛍光体層４である。蛍光体層４には、電子線の照射を受けて発光する蛍光体材料を用いることができる。カラーディスプレイを得るためには、ＣＲＴ分野で用いられるＰ２２蛍光体が、色再現性や輝度の観点から好適に用いられる。
【００１５】
フェイスプレート１は、発光部材を覆い、電子放出源１０よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極２６を有している。アノード電極２６は、蛍光体層４、メタルバック５及びアノード抵抗部材９が配置されている領域である。蛍光体層４には、ＣＲＴなどで公知の、発光部材を覆う、マトリクス状に配置された複数のメタルバック５が形成されている。メタルバック５は、蛍光体層４に所望の加速電圧を印加することと、蛍光体層４の発光で生じた光を反射し光の取り出し効率を増すこと、を目的として設けられている。メタルバック５は、光の反射を実現でき、かつ電子線が透過できる材料で形成されていればよく、アルミニウムの薄膜が電子透過性及び反射率に優れており、好適に用いることができる。
【００１６】
メタルバック５に所望の電位を供給する配線として、アノード抵抗部材９が設けられている。アノード抵抗部材９は、メタルバック５に入射される電子ビームの電流を流さなければならないため、ある程度以下の抵抗値が必要となる。一方、アノード抵抗部材９は、リアプレート２とフェイスプレート１間の放電電流を抑制するために、ある程度以上の抵抗値を有することが好ましい。これらのことからアノード抵抗部材９の抵抗値には、好ましい範囲が存在する。アノード抵抗部材９の材料としては、所望の抵抗値が得られる材料であればよいが、酸化ルテニウムやＩＴＯ、ＡＴＯなどの材料が、抵抗値の制御が容易であり、好適に用いることができる。
【００１７】
アノード抵抗部材９に高圧電源からの給電を行なう部材が、アノード電極２６の外周側に設けられている。これらの部材は、図１に示すように、抵抗部材６と、第一の電位規定部材７と、第二の電位規定部材８であり、本発明の特徴的な要素となっている。
【００１８】
第一及び第二の電位規定部材７，８は、アノード電極２６の外側に、アノード電極２６の互いに対向する２辺に沿って走査線１２と並進して設けられ、各々がアノード電極２６と接続されている。これらの電位規定部材７，８のいずれか一方は給電端子２５と接続されている。本実施形態では、第一の電位規定部材７が、高圧端子（不図示）を介して高圧電源（不図示）からの電位をアノード電極２６に供給する給電端子２５を有している。第二の電位規定部材８は、第一の電位規定部材７と略平行で、かつアノード電極２６の反対側の外周に配置されている。第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、典型的にはアノード電極２６の辺に沿うように配置され、アノード電極２６の辺と略等しい長さで配置することが好ましい。
【００１９】
電位規定部材７，８は、電子ビームの電流に基づく電圧降下が事実上ほとんどないように低抵抗な材料で形成されている。電位規定部材７，８の材料としては、金属の薄膜もしくは金属粉が混入されたペーストの焼結材を用いることができる。作成方法の容易さから、銀粉末とガラスフリットとビヒクルを添加したペーストを焼結した材料を好適に用いることができる。
【００２０】
抵抗部材６は、第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８とを電気的に接続している。抵抗部材６は、アノード電極２６の外側に、アノード電極２６の他の２辺、すなわち第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８が設けられていない辺の少なくとも一方に沿って位置している。本実施形態では、抵抗部材６はアノード電極２６を挟んだ両側に設けられているが、１つだけ設けられていてもよい。抵抗部材６の抵抗値は、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８よりも高くされている。抵抗部材６の抵抗値を、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８の抵抗値より高くすることにより、電位規定部材７，８同士の電気的接続を行ないつつ、抵抗部材６の近傍で放電が発生した際の放電電流を抑制することができる。抵抗部材６の材料としては、アノード抵抗部材９と同様に、所望の抵抗値が得られる材料であればよい。酸化ルテニウムやＩＴＯ、ＡＴＯなどの材料が、抵抗値の制御が容易であることから、好適に用いることができる。抵抗値を調整するために、抵抗部材６の内部に抵抗の低い電極を設けることによって、実効的な抵抗を下げることもできる。
【００２１】
抵抗部材の長手方向と平行な方向に延びるメタルバック５の各列２９において、第一の電位規定部材７と複数のメタルバック５と第二の電位規定部材８とは、複数のメタルバック抵抗部材９によって直列に順次接続されている。また、第二の電位規定部材８は抵抗部材６を介して、給電端子２５を備えた第一の電位規定部材７に接続されている。このため、各列２９のメタルバックには、第一の電位規定部材７から、及び抵抗部材６を介して第二の電位規定部材８から電位が印加され、電子放出源１０から放出された電子がアノード電極２６によって加速されて、発光部材（蛍光体層４）に衝突する。
【００２２】
図３に、リアプレート２の電子放出源近傍の模式的平面図を示す。図４に、図１のＢ−Ｂ’線における画像表示装置の模式的断面図を示す。図３〜４を参照すると、リアプレート２には、マトリクス状に形成された電子放出源１０と、情報配線１１と、走査線１２と、電子放出源１０に情報配線１１及び走査線１２から給電する電極１３と、配線間絶縁層１４と、が設けられている。図２を参照すると、リアプレート２には、電子放出源の駆動用回路２７が設けられている。第一及び第二の電位規定部材７，８と対向する部位には、電子放出源及び駆動用回路のいずれとも接続されていない放電用配線２８が設けられている。電子放出源１０は単純マトリクス駆動され、フェイスプレート１に電子ビームを照射する。
【００２３】
図４に断面で示した部分には、フェイスプレート１とリアプレート２にかかる大気圧を支持するためのスペーサ１５が配置される場合がある。スペーサ１５はアノード抵抗部材９と走査線１２とに接触している。スペーサ１５は不図示の固定方法（接着剤や固定部材）にて両端で固定されている。このような構成においては、スペーサ１５はアノード電極２６で形成される画像領域と、抵抗部材６と、を跨ぐように配置される。
【００２４】
次に、本発明の特徴である電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード抵抗部材９について、更に詳細に説明する。
【００２５】
まず、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８の配置について、図５を用いて説明する。電子ビームの照射によって発生する電流は、不図示の高圧電源からアノード電極２６を介して、リアプレート２の電子放出源１０に流れ込む。この際、共通電極として第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８が存在していないと、電圧降下に大きなばらつきが発生し、画像の輝度ムラを生じる。図５に電圧降下によって生じる輝度分布の模式図を示す。図５（ａ）は、電位規定部材７，８が存在していない場合の画像表示領域の輝度分布（すなわち、アノード電極２６の輝度分布）を示す。各メタルバック５には、これらを接続するアノード抵抗部材９だけを介して、電位が供給される。このため、高圧端子１６側では、アノード抵抗部材９での電圧降下が小さく輝度が高いが、高圧端子１６と反対側のコーナー部ではアノード抵抗部材９での電圧降下が大きく輝度が低くなる。
【００２６】
図５（ｂ）は、第一の電位規定部材７のみを配置した場合の輝度分布を示す。第一の電位規定部材７の抵抗Ｒ１が低いため、左右方向の電圧降下が小さくなり輝度分布のばらつきも左右方向では小さくなる。しかしながら、アノード電極２６を挟んだ電位規定部材７の反対側の位置では電圧降下が大きく、輝度が低くなる。このため、上下方向での大きな輝度ムラは依然として生じている。
【００２７】
図５（ｃ）は、アノード電極２６を挟んだ第一の電位規定部材７の反対側の位置に第二の電位規定部材８を配置し、これらの電位規定部材７，８を抵抗部材６で接続した場合の輝度分布を示す。この場合、Ｒ１は第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８のうち、大きいほうの抵抗値を意味する。アノード抵抗部材９の抵抗値Ｒ３よりも抵抗部材６の抵抗Ｒ２のほうが低い場合には、第二の電位規定部材８の電圧降下が小さくなり、図５（ｃ）に示すように電位規定部材７，８近傍での輝度低下が小さくなる。画像領域中央では輝度が最も低下するが、その低下量は小さく、画像表示領域内の輝度ムラが抑えられる。従って、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たすことで、電圧降下を小さくし画像領域の輝度ムラを小さくすることができる。なお、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の定義及び抵抗の大きさの範囲については、後ほど詳細に説明する。
【００２８】
第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８を配置する向きについて説明する。単純マトリクス駆動で電子放出源１０を線順次に駆動する場合、走査線１２に沿った方向には、同時に複数の電子放出源１０からの電子がメタルバック５に注入される。そのため、電位規定部材７，８を走査線１２に直交する向きで配置すると、同時に流れる電流が重なり合うように流れるため、電圧降下が大きくなってしまう。従って、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、線順次駆動される際に同時に駆動される走査線１２と平行な方向に延びていることが好ましい。
【００２９】
次に、アノード電極２６の配置について図１，４を用いて説明する。平面型ＦＥＤの場合、フェイスプレート１とリアプレート２との間に高電圧（高電界）が加わるため、放電が発生する場合がある。フェイスプレート１とリアプレート２は静電容量を形成しているため、放電時には静電容量に蓄積された電荷量分の電流が流れ、画像表示装置に深刻な欠陥を生じさせる場合がある。そこで、画像領域を形成するアノード電極２６は、低抵抗なメタルバック５同士がアノード抵抗部材９で接続されている。アノード抵抗部材９の、抵抗部材６の長手方向における基準長さ当たり抵抗値は、メタルバック５の、抵抗部材６の長手方向における基準長さ当たり抵抗値より大きくされている。アノード抵抗部材９は、放電電流を制限できる程度の抵抗値を有していることが好ましい。フェイスプレート１の面内方向の抵抗値を上げることにより、放電時に静電容量に実効的に流れ込む電流を小さくし、放電電流を抑制することができる。
【００３０】
一方、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８は、その機能上、抵抗を低くしなければならない。従って、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８で放電が発生した場合、リアプレート２の、電位規定部材７，８と対向する部分に流れ込む放電電流が増大する場合がある。
【００３１】
ここで、放電電流が流れ込み欠陥を発生してしまうのは、電子放出源１０やその駆動用回路（駆動ＩＣ）２７であり、特に第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８と平行に延びる走査線１２への放電が問題となる。しかし、図３に示すように、走査線１２と信号線１１とを比較すると、走査線１２のほうが太く抵抗が低い。これは、電子放出源１０が単純マトリクスで線順次駆動され、走査線１２上の電子放出源１０が同時に駆動されるため、走査線１２により多くの電流が流れるためである。従って、万が一走査線１２に放電が生じても、走査線１２は大電流を吸収しやすいため、電子放出源１０やその駆動用回路２７への影響は限定的である。
【００３２】
さらに、図３に示すように、第一の電位規定部材７や第二の電位規定部材８の、リアプレート２側の対向部分に、低抵抗でかつ電子放出源１０や駆動用回路２７につながらない放電用配線（放電バイパス用の配線）２８を設けてもよい。これによって、画像表示装置への重大な欠陥が一層防止しやすくなる。しかも、前述のとおり、第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８は、走査線１２と平行に形成するほうが好ましいため、放電バイパス用の配線２８は走査線１２と同様に形成することができ、その形成も容易である。
【００３３】
一方、抵抗部材６が配置される個所には、図４に示すようにスペーサ１５が配置される場合がある。これは、スペーサ１５を配置する場所が走査線１２上であることと、スペーサ１５を固定する個所は画像領域外が好ましいこととによる。スペーサ１５の端部では、画像領域内のように平行平板形状で電界分布が形成されず、電位分布がひずむことが知られており、そのような場所では放電が生じる可能性が高い。このように、走査線１２と直交するアノード電極２６の周縁部は、電子放出源１０に接続された走査線１２に近く、かつ放電が生じやすい領域となっている。そこで、この部分に配置される抵抗部材６の抵抗値Ｒ２を、電位規定部材７，８の抵抗値Ｒ１よりも大きく（Ｒ１＜Ｒ２）することにより、放電電流を抑制し、電子放出源１０や駆動用回路２７への放電による影響を低減することができる。なお、Ｒ１は、電位規定部材７，８の抵抗値のうち大きいほうの抵抗値とする。
【００３４】
次に、第一及び第二の電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード電極２６の抵抗値（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）の定義及び測定方法について、図６，７を用いて説明する。これらの抵抗値は、各部材の基準長さ当たりの平均抵抗値で定義される。具体的には、メタルバックの各列２９で、一つのメタルバック５と、このメタルバック５を挟んで両側から隣接する１組のメタルバック抵抗部材９を考える。次に、抵抗部材６の長手方向で、両側から隣接するメタルバック抵抗部材９の各中央部をとり、この中央部を両端として定められる区間（図６に示す破線で囲まれた領域）を考える。一例では、この区間の長さが基準長さ１８である。アノード電極２６内の１絵素が一つのメタルバック５に対応する場合は、抵抗部材６の延びる方向と平行な向きに測った絵素の長さが基準長さ１８となる。第一及び第二の電位規定部材７，８、抵抗部材６及びアノード電極２６の平均抵抗値は、この基準長さ１８当たりの抵抗値として定義される。
【００３５】
測定方法としては、回り込みによる抵抗値の変化を防ぐために、当該個所を切り出すか、抵抗性の部分を切断して測定を行なう。抵抗測定時の測定位置１９で、テスターなどを用いて抵抗を測定し、それぞれの部材の、基準長さ当たりの抵抗値を求める。図７に示すように、抵抗調整のために、第一及び第二の電位規定部材７，８や抵抗部材６を、抵抗材２０ａと電極２０ｂとの複合構成で形成する場合がある。このような場合には、上述のように抵抗測定時の基準長さ１８をとると、電極２０ｂの抵抗を測定する場合も発生する。このような場合には、抵抗材２０ａと電極２０ｂの繰り返しピッチなどを勘案して測定個所を決定し、第一及び第二の電位規定部材７，８や抵抗部材６の基準長さ１８当たりの平均抵抗を測定する。例えば、抵抗材２０ａと電極２０ｂの繰り返しピッチをＬ，ピッチＬ当たりの抵抗をＲとすれば、抵抗値はＲ／Ｌ×基準長さとなる。メタルバック５とメタルバック抵抗部材９の基準長さ当たりの抵抗値を求める際は、メタルバック５だけが存在する区間やメタルバック抵抗部材９だけが存在する区間を考え、その区間の抵抗値を基準長さ当たりの抵抗値として換算すればよい。
【００３６】
以上をまとめると、第一及び第二の電位規定部材７，８と、抵抗部材６と、アノード電極２６の抵抗には、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係がある。ここで、Ｒ１は、第一及び第二の電位規定部材７，８の基準長さ１８当たりの平均抵抗値のうち、いずれか大きい方の値である。Ｒ２は、抵抗部材６の平均基準長さ１８当たりの抵抗値である。Ｒ３は、アノード電極２６の抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ１８当たりの平均抵抗値である。
【００３７】
さらに、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の関係について、図８を用いて詳細に説明する。本発明の効果は、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３がＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしていれば得られる。しかしながら、本発明の効果をより高めるためには、Ｒ１及びＲ２はＲ３に対して相当程度小さくすることが望ましい。図８に、画像表示装置の電子放出源１０を線順次駆動し、発光させた場合の電流経路を示す。図中、矢印の方向は、電子の流れる向きを示している。電子ビームの照射部２１から、電子は複数の経路をたどって流れる。電子は不図示の高圧端子を介して高圧電源に流れ込む。第一の経路として、電流が電子ビーム照射部分２１から電位規定部材７に向かって流れる経路２２が存在する。次に、第二の経路として、電流が一旦第二の電位規定部材８に向かって流れた後、抵抗部材６を通り、第一の電位規定部材７に流れ込む経路２３，２４が存在する。なお、経路２４はアノード電極２６を挟んだ両側に抵抗部材６がある場合に存在する。従って、電位規定部材７，８と抵抗部材６には同時に照射部２１からの電流が同時に流れるため、経路２２と比べ経路２３、２４には大きな電流が流れることになる。全面点灯した場合、Ｘ方向の画素数Ｎ分の電流が流れる。図５に示すように、横方向の電圧降下をほぼ無くすためには、Ｒ１はＲ３に対して２桁以上電圧降下を小さくすることが好ましく、Ｘ方向の画素数Ｎに対して、Ｒ１＜Ｒ３／（１００×Ｎ）程度の抵抗比が好ましい。経路２３、２４は電圧降下を抑制する観点からは、同様に抵抗が低いほうが好ましく、具体的には、抵抗部材６での電圧降下がアノード抵抗部材９での電圧降下と同等以下であると好ましい。従って、Ｒ２とＲ３の抵抗比は、同時に流れる電流量の比率程度であることが好ましい。抵抗部材６が両側にある場合、抵抗部材６に流れる電流量は同時駆動素子数の半分Ｎ／２であることから、Ｒ２＜Ｒ３／（Ｎ／２）程度の抵抗比が望ましい。ただし、要求する輝度ムラならびに駆動条件によって要求される抵抗比は変化するため、上述の条件に限定されるわけではない。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、第一の電位規定部材７と第二の電位規定部材８（大きい方の抵抗値をＲ１とする。）を平行に配置し、これらを抵抗部材６（抵抗Ｒ２）で接続し、アノード電極２６の抵抗値（Ｒ３）との関係がＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３とされている。これによって、放電時のリスクを抑えつつ、画像領域内の電圧降下による輝度ムラを小さくすることができる。
【００３９】
以下、具体的な実施例をあげて本発明を詳しく説明する。
【００４０】
（実施例１）
本実施例は、図１に示される画像表示装置の例である。リアプレート、スペーサ及び画像表示装置の全体構成については、上述の実施の形態にて説明した通りである。ここでは、本実施例の特徴部分であるフェイスプレート１を形成する構成部材のうち、メタルバック５、抵抗部材６、第一の電位規定部材７、第二の電位規定部材８、アノード抵抗部材９のみについて説明を行なう。
【００４１】
本実施例に使用したフェイスプレート１は以下のように作製した。
【００４２】
（工程１：ブラックマトリクス形成）
洗浄したガラス基板（旭硝子製ＰＤ２００）の表面に，黒色ペースト（黒色顔料及びガラスフリットを含有）をマトリクス状にスクリーン印刷し，１２０℃で乾燥後、５５０℃で焼成して厚さ５μｍのブラックマトリクス（不図示）を形成した。スクリーン印刷は、Ｘ方向ピッチが２００μｍ、Ｙ方向ピッチが６００μｍ、Ｘ方向に３００絵素、Ｙ方向に１００絵素、開口サイズＸ×Ｙが１５０μｍ×３００μｍの条件で行った。
【００４３】
（工程２：アノード抵抗部材９形成）
次に、ブラックマトリクス上に、酸化ルテニウムの配合された高抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、図１に示すアノード抵抗部材９のパターンを形成した。焼成後のパターンは、線幅が１００μｍ、膜厚が５μｍであった。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、アノード抵抗部材９となる部分を形成した。この際、後述するメタルバック５を作製せずに５００℃で焼成し、１絵素分の抵抗値を測定したところ、１ＭΩであった。
【００４４】
（工程３：電位規定部材形成）
次に、銀粉末及びフリットガラスを含有した低抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、幅３００μｍの第一の電位規定部材７及び第二の電位規定部材８のパターンを形成した。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、電位規定部材７，８となる部分を形成した。この際、後述する工程を経ずに５００℃で焼成し、長さ６００μｍ分の抵抗値を測定したところ、３０ｍΩであった。
【００４５】
（工程４：抵抗部材６形成）
次に、工程２よりも抵抗を低く調整した酸化ルテニウムの配合された高抵抗ペーストをスクリーン印刷法にて塗布し、幅６００μｍの抵抗部材６のパターンを形成した。このパターンを１２０℃で１０分乾燥させ、５５０℃で焼成して抵抗部材６を形成した。抵抗部材６を部分的に切り出して抵抗値を測定したところ、１０ｋΩであった。
【００４６】
（工程５：蛍光体層４形成）
ブラックマトリクスの開口部分で、アノード抵抗部材９の間にあたる部分に、蛍光体ペーストを用いて蛍光体層４を形成した。蛍光体にはＰ２２蛍光体（赤：Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、青ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、緑ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ）を用いた。蛍光体層４は所望の個所にスクリーン印刷法で形成し、１２０度で乾燥させた。
【００４７】
（工程６：メタルバック５形成）
次に、ＣＲＴで公知のアクリルエマルジョンを用いたフィルミングを用いて中間膜を形成し、その後メタルマスクを用いて、真空蒸着法にて、メタルバックとなるアルミニウム膜を厚さ０．１μｍにて成膜した。その後、４５０度で焼成して中間膜を熱分解し、メタルバック５を形成した。メタルバック５はアノード抵抗部材９と接続させた。
【００４８】
このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示装置を作成し、加速電圧１０ｋＶを印加して、画像表示を行なったところ、輝度ムラが小さく良好な画像が得られた。
【００４９】
強制的に放電させるために、加速電圧を上昇させていったところ、１５ｋＶにて抵抗部材６で放電が発生したが、画像の欠陥は生じなかった。
【００５０】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。実施例１と異なる点は、抵抗部材６の構成である。本実施例では、アノード抵抗部材９と同時に幅６００μｍの抵抗材２０ａを形成し、メタルバック５と同時に幅５００μｍ、長さ１ｍｍ、間隔２００μｍの電極２０ｂを形成した。形成した抵抗部材６の抵抗を測定したところ、図７に示す基準長さ当たりの抵抗値は１０ｋΩであった。このような作製手順をとることで、工程を１つ減らすことができた。
【００５１】
このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示パネルを形成し、表示画像を観察したところ、実施例１と同様に良好な画像が得られ、強制的に放電させても画像欠陥は生じなかった。
【００５２】
（比較例１）
次に、本発明の比較例を説明する。比較例１は、第二の電位規定部材２と抵抗部材６がないことを除き、基本的な構成は実施例１と同様である。図１０（ａ）のようにフェイスプレートを作製し、画像表示装置に組み立てて、表示画像を観察した。
【００５３】
実施例１と比較例１の違いを図９に示す。図９は点灯画像の輝度ムラを示す図で、横軸がＹ方向のアドレス、縦軸に面内の輝度ムラ（最も明るいところを１００％）として示している。比較例では面内で１０％程度輝度が低下しているのに対し、実施例１は６％程度の輝度低下であった。また実施例１では、縦１ライン点灯の場合、最も暗くなる部分でも１．５％程度の輝度低下であった。
【００５４】
（比較例２）
次に比較例２について説明する。比較例２では、図１０（ｂ）のように、電位規定電極７をアノード電極２６を囲うように形成した。このようにして作製したフェイスプレートを用いて画像表示装置を作成し表示画像を観察したところ、輝度ムラは２％以下であった。しかしながら、強制的に放電させるために、加速電圧を上昇させていったところ、１５ｋＶにて電位規定部材のうち縦方向の部分にて放電が発生し、重大な画素欠陥が生じた。
【符号の説明】
【００５５】
５ メタルバック
６ 抵抗部材
７ 第一の電位規定部材
８ 第二の電位規定部材
９ アノード抵抗部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、該電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えたリアプレートと、
電子が衝突することで発光する発光部材と、該発光部材を覆い、前記電子放出源よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極と、該アノード電極に前記電位を供給する給電端子と、を備え、前記電子放出源から放出された電子が該アノード電極によって加速されて前記発光部材に衝突するようにされたフェイスプレートと、を有し、
前記フェイスプレートは、
前記アノード電極の外側に、該アノード電極の互いに対向する２辺に沿って前記走査線と並進して設けられ、各々が該アノード電極と接続され、いずれか一方が前記給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材と、
前記アノード電極の外側に、該アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、前記第一の電位規定部材と前記第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材と、を有し、
前記第一及び第二の電位規定部材の基準長さ当たりの平均抵抗値のうち大きい方をＲ１、前記抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ２、前記アノード電極の、前記抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている、画像表示装置。
【請求項２】
前記アノード電極は、
前記発光部材を覆うマトリクス状に配置された複数のメタルバックと、
前記抵抗部材の長手方向と平行な前記メタルバックの各列で、前記第一の電位規定部材と複数の前記メタルバックと前記第二の電位規定部材とを直列に順次接続する複数のメタルバック抵抗部材と、を有し、
前記基準長さは、前記メタルバックの各列で、一つの前記メタルバックを挟んで両側から隣接する１組の前記メタルバック抵抗部材の、前記抵抗部材の長手方向における各中央部を両端として定められる区間の長さに等しい、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記アノード抵抗部材の、前記抵抗部材の長手方向における基準長さ当たり抵抗値は、前記メタルバックの、前記抵抗部材の長手方向における基準長さ当たり抵抗値より大きい、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記リアプレートは、前記第一及び第二の電位規定部材と対向する部位に、前記電子放出源及び該電子放出源の駆動用回路のいずれとも接続されていない放電用配線を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１】
マトリクス状に形成され線順次駆動される電子放出源と、該電子放出源が線順次駆動される際に駆動される走査線と、を備えたリアプレートと、
電子が衝突することで発光する発光部材と、該発光部材を覆い、前記電子放出源よりも高い電位に規定される矩形形状のアノード電極と、該アノード電極に前記電位を供給する給電端子と、を備え、前記電子放出源から放出された電子が該アノード電極によって加速されて前記発光部材に衝突するようにされたフェイスプレートと、を有し、
前記フェイスプレートは、
前記アノード電極の外側に、該アノード電極の互いに対向する２辺に沿って前記走査線と並進して設けられ、各々が該アノード電極と接続され、いずれか一方が前記給電端子と接続された第一及び第二の電位規定部材と、
前記アノード電極の外側に、該アノード電極の他の２辺の少なくとも一方に沿って位置し、前記第一の電位規定部材と前記第二の電位規定部材とを接続する抵抗部材と、を有し、
前記第一及び第二の電位規定部材の基準長さ当たりの平均抵抗値のうち大きい方をＲ１、前記抵抗部材の基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ２、前記アノード電極の、前記抵抗部材の長手方向と平行な方向における基準長さ当たりの平均抵抗値をＲ３、としたときに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３の関係を満たしている、画像表示装置。
【請求項２】
前記アノード電極は、
前記発光部材を覆うマトリクス状に配置された複数のメタルバックと、
前記抵抗部材の長手方向と平行な前記メタルバックの各列で、前記第一の電位規定部材と複数の前記メタルバックと前記第二の電位規定部材とを直列に順次接続する複数のメタルバック抵抗部材と、を有し、
前記基準長さは、前記メタルバックの各列で、一つの前記メタルバックを挟んで両側から隣接する１組の前記メタルバック抵抗部材の、前記抵抗部材の長手方向における各中央部を両端として定められる区間の長さに等しい、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記アノード抵抗部材の、前記抵抗部材の長手方向における基準長さ当たり抵抗値は、前記メタルバックの、前記抵抗部材の長手方向における基準長さ当たり抵抗値より大きい、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記リアプレートは、前記第一及び第二の電位規定部材と対向する部位に、前記電子放出源及び該電子放出源の駆動用回路のいずれとも接続されていない放電用配線を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２２２４３９（Ｐ２０１１−２２２４３９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３０２５（Ｐ２０１０−９３０２５）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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