発光体基板および画像表示装置、並びに該画像表示装置を用いた情報表示再生装置
【課題】 アノード電極周囲での放電を抑制する。
【解決手段】 電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置くように、且つ該第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備える発光体基板であって、少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部が、誘電体膜によって覆われている。
【解決手段】 電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置くように、且つ該第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備える発光体基板であって、少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部が、誘電体膜によって覆われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を用いた画像表示装置、および、その画像表示装置に用いる発光体基板に関する。特に、同一基板面上に高電位が印加される電極と低電位が印加される電極が狭い間隔を置いて配置されている発光体基板、および、それを用いたテレビジョンなどの情報表示再生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を多数備えた基板と、電子放出素子から放出された電子が照射されることにより発光する蛍光体などの発光体を備えた発光体基板と、を対向するように配置して所謂フラットパネルディスプレイなどの画像表示装置を形成する試みがなされている。
【0003】
このような画像表示装置を構成する発光体基板は、一般に、透明な絶縁性基板上に、蛍光体などの発光体と、この発光体を被う(或いは発光体と上記透明な基板との間に配置された)アノード電極とを備える。アノード電極は、薄い導電膜から構成され、発光体を被う様に配置される場合には「メタルバック」と呼ばれる。尚、アノード電極の役割は、電子放出素子から放出された電子を加速させながら引き寄せ、アノード電極に接する発光体に電子を照射させることにある。また、表示画像をより鮮明にする等のために、「ブラックマトリクス」や「ブラックストライプ」などと呼ばれる光吸収層を更に備える場合もある。光吸収層を備える場合には、光吸収層に設けられた開口内に発光体が配置される。
【0004】
上記したフラットパネルディスプレイにおいては、輝度が高く、高精細な画像を得るために、電子放出素子が配置された基板と発光体基板との間隔を1mmから10mmに維持し、そして、両基板間(典型的にはアノード電極と電子放出素子間)に10kV以上30kV以下の電圧が印加されることが好ましい。
【0005】
このような狭い間隔に高い電圧を印加する場合においては、アノード電極の周囲での放電の発生を抑制するため等の目的で、アノード電極をとり囲む様に、アノード電極に印加される電位よりも低い電位が印加される導電膜を配置することが提案されている(特許文献1〜5参照)。
【0006】
そして、その中には、アノード電極と、アノード電極をとり囲む様に配置された導電膜との間の電位を安定させるために、アノード電極と導電膜との間に抵抗膜を配置するものもある。
【0007】
また、アノード電極と電子放出素子との間での放電の発生を抑制するため等の目的でアノード電極を複数の導電膜から構成することが提案されている(特許文献6、7参照)。
【特許文献1】特開2001−250494号公報
【特許文献2】特開2002−100313号公報
【特許文献3】特開2002−150979号公報
【特許文献4】特開2003−331760号公報
【特許文献5】特開平10−097835号公報
【特許文献6】特開2002−175764号公報
【特許文献7】特開2003−229074号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記従来の手法においては、アノード電極と、発光体層とアノード電極との積層体をとり囲む様に配置された導電膜との間において放電が発生してしまう場合や、あるいは、その構造が複雑になってしまう場合があった。
【0009】
そこで、本発明では、発光体層とアノード電極との積層体をとり囲む様に配置された導電膜と、アノード電極との間における絶縁耐圧の確保を、より簡単な構造により達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であって、電子線の照射によって発光する発光体と、前記発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置され且つ該外周を囲む様に配置された第2導電膜と、を備える発光体基板であって、少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする発光体基板である。
【0011】
また、本発明は、「前記第2導電膜が閉環状の導電膜であること」、「前記発光体は、前記発光体基板上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていること」、「前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていること」、「前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であること」、「前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むこと」、「前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むこと」、「前記第2導電膜の前記第1導電膜側に対向する全ての端部が、誘電体膜によって覆われていること」、「前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いこと」、「前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていること」をもその特徴とするものである。
【0012】
また、本発明は、上記発光体基板と、電子放出素子が配置されたリアプレートとを備える画像表示装置であって、前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことをも特徴とするものである。
【0013】
そして、また、本発明の画像表示装置は、「前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部から前記第1導電膜から離れる方向において、前記誘電体膜が前記第2導電膜を覆う長さをL[μm]、前記発光体基板と前記リアプレートの平均間隔をd[μm]としたときに、
L≧0.025×d+15 を満たすこと」、「前記画像表示装置は前記発光体基板と前記リアプレートとの間にスペーサを備えており、該スペーサは、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されること」、「前記誘電体膜は、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていること」、「前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていること」をも特徴とするものである。
【0014】
また、本発明は、電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、前記2つの導電膜の各々の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を覆う誘電体膜と、前記2つの導電膜の各々に印加する電位よりも前記第1導電膜に印加する電位が高くなるような電位を発生させる電源と、を備え、前記2つの導電膜の間に前記第1導電膜が配置されている、ことを特徴とするものである。
【0015】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向する様に、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第2導電膜に印加する電位よりも高い電位を前記第1導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記四角形状の外周の各々の辺に対向する端部が、誘電体膜で覆われていることを特徴とする画像表示装置。
【0016】
さらに、また、本発明は、電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源とを具備する画像表示装置であって、前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部が、誘電体膜で覆われており、前記フェイスプレート上において、前記電源によって印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の外周を囲む、ことを特徴とするものである。
【0017】
そして、上記本発明の画像表示装置は、「前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上20kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子との間に印加される電位との差が1kV以下であること」、及び、「前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていること」をもその特徴とする。
【0018】
さらに、また、本発明は情報表示再生装置であって、受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された上記した画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、アノード電極とアノード電極を囲む導電膜との間に抵抗膜を配置しなくても、アノード電極とアノード電極を囲む導電膜との間の絶縁耐圧を十分に確保できる。その結果、部材を減らすことができるので、コスト削減につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について、図1(b)、図1(c)、図6、図7、図10を用いて以下に具体的に説明する。尚、各図において共通する符号の部材は同一の部材を指す。
【0021】
本発明の発光体基板を用いた画像表示装置を構成する気密容器100の一例の模式図を図6に示す。尚、図6は、気密容器100の内部がわかる様に、一部を省いて示している。また、図7には、図6で示した画像表示装置の一部の断面模式図を示す。また、図1(b)は、図7において点線で囲まれたA部を拡大した模式図であり、図1(c)は図1(b)において点線で囲まれた部分を拡大した模式図である。
【0022】
図6および図7中、1001は多数の電子放出素子1101を配置したリアプレートである。各電子放出素子1101は、X方向配線1103の1つとY方向配線1102の1つとに接続されている。尚、図6では、電子放出素子1101として表面伝導型電子放出素子を用いた例を示した。しかしながら、本発明の画像表示装置においては、適用することのできる電子放出素子に基本的に制限はない。適用可能な電子放出素子としては、MIM型電子放出素子や、MIS型電子放出素子や、表面伝導型電子放出素子や、電界放出型電子放出素子を用いることができる。電界放出型電子放出素子としては、金属や半導体からなる円錐状や四角錘状の電子放出体を備えた電界放出型電子放出素子(いわゆるスピント型の電界放出型電子放出素子)や、カーボンナノチューブやグラファイトナノファイバーなどのナノサイズの直径を備えるカーボンファイバーを電子放出体として用いた電界放出型電子放出素子が好ましく用いることができる。
【0023】
図6および図7中、1002は透明な絶縁性基板から構成されるフェイスプレートである。フェイスプレートとしては、典型的には、ガラス基板を用いる。フェイスプレートは、横縦比が4:3あるいは16:9の画像を表示できるように、その外周が実質的に4角形状のもの、特には長方形状のものを用いることが好ましい。
【0024】
フェイスプレート1002上には、発光体領域(131、132、133(図10を用いて後述する))を含む発光体1201と、アノード電極1202と、第2導電膜1204が、少なくとも、配置される。そして、アノード電極1202と発光体1201は重なる様に配置される。発光体1201およびアノード電極1202もまた、横縦比が4:3あるいは16:9の画像を表示できるように、その外周が実質的に4角形状のもの、特には長方形状のものを用いることが好ましい。このため、アノード電極1202の外周も、実質的な4角形状を備えることが好ましい。
【0025】
ここで示す例においては、アノード電極1202は、発光体1201上に配置されるため、薄膜状の導電膜から構成される。このような発光体上に配置されるアノード電極は、所謂「メタルバック」に相当する。
【0026】
アノード電極(メタルバック)1202の機能としては、電子放出素子1101から放出された電子を発光体1201に衝突させること、及び、発光体からリアプレート側に放射された発光をフェースプレート1002側に反射すること等が挙げられる。そのため、メタルバック1203は、金属光沢をもつ導電膜すなわち金属膜が好適に使用される。ここで、電子は、メタルバック1202を透過して発光体1201を励起するため、メタルバック1203によりエネルギーを損失する。このエネルギー損失を小さくするために、エネルギー損失の少ないアルミニウム膜をメタルバックに用いることが好ましい。アルミニウム膜で形成されるメタルバック1203の作成方法としては、CRTの分野では公知技術であるフィルミング工程を用いる事ができる。アルミニウム膜の膜厚は実用的には10nm以上1μm以下であるが、この範囲に限定されるものではない。
【0027】
メタルバック1202は、発光体1201を被うことが好ましい。このため、発光体1201とメタルバック1202からなる積層体が、フェイスプレート1002上に配置される。
【0028】
また、本発明においては、アノード電極に相当する部材を「第1導電膜」と呼ぶことができる。そのため、上記した例においては、メタルバック1203が「第1導電膜」となる。
【0029】
第1導電膜1202と対向するリアプレート1001(電子放出素子1101や、配線1103、1102)との間で放電が起こると、両者の間に形成された静電容量により蓄積された電荷に応じた大電流が流れ、画像表示装置に致命的なダメージを与えてしまう。この電流は、画像表示装置の表示面積に比例して大きくなる。そこで、第1導電膜(メタルバック1202)は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜から構成されることが好ましい。第1導電膜を構成する各々の導電膜の面積を小さくすることにより、1つの導電膜とリアプレート1001との間の静電容量を小さくすることができ、結果、放電電流を小さくすることが可能となり、画像表示装置の放電ダメージを緩和することができる。
【0030】
尚、本発明では、少なくとも、発光体1201と、アノード電極(第1導電膜)1202と、第2導電膜1204とを備えたフェイスプレート1002を、「発光体基板」と呼ぶ。
【0031】
1003はフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に配置された側壁であり、フェイスプレート1002とリアプレート1001と側壁1003とを気密に接着し、内部を真空に維持することで気密容器100が形成される。そして気密容器100内部は減圧状態(真空状態)に維持される。気密容器100内部は、好ましくは10−7Pa以上の真空度に維持される。しかしながら、用いる電子放出素子の種類などによっては、真空度を上記の値よりも下げることもできる。
【0032】
また、図10は、気密容器100内部において、リアプレート1001側からフェイスプレート1002側を見た際の模式図である。尚、この図では、理解を容易にするためメタルバック(第1導電膜)1202の領域は斜線で示している。尚、図1(b)は、図7のA部の拡大図であるとともに、図10の線b−b’を通る断面の模式図でもある。
【0033】
ここで示す例においては、図10に示すように、発光体1201は、赤色を発光する発光体領域131と、緑色を発光する発光体領域132と、青色を発光する発光体領域133とを備えている。そして、各色の発光体領域(131〜132)間には、「ブラックマトリクス」あるいは「ブラックストライプ」などと呼ばれる光吸収部材(典型的には黒色部材)1203が配置されている。尚、各発光体領域は、典型的には、複数の蛍光体粒子で構成することができる。そして、フェイスプレート1002上に、赤色発光体領域131と緑色発光体領域132と青色発光体領域133とが、予め決められた周期で繰り返し配置されている。本発明においては、発光体1201は、実質的に、外周が四角形状に構成されることが好ましい。
【0034】
光吸収部材(典型的には黒色部材)1203は必ずしも必要ではないが、表示画像をより高品位なものにするために設けることが好ましい。尚、図10に示す例においては、光吸収部材1203は、格子状に形成してあり、所謂「ブラックマトリクス」の構造を採用している。換言すると図10に示す例は、フェイスプレート1002上に、上記した発光体領域(131〜133)が配置される領域に対応する開口部が格子状に多数形成された光吸収部材1203と、各開口部に上記した発光体領域(131〜133)が配置されている構造である。尚、上記した「ブラックストライプ」の形態を採用した場合は、光吸収部材1203が、X方向またはY方向のどちらか一方に伸びた形状に形成される。つまり、発光体領域(131〜133)は、X方向(あるいはY方向)には光吸収部材1203によって分離されてはいるが、Y方向(あるいはX方向)には光吸収部材1203によって分離されていない形態となる。光吸収部材1203としては、例えば、カーボンブラックや黒色顔料を含有した低融点ガラスなどを用いることができる。また、発光体1201は、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法にて形成することができる。
【0035】
本発明においては、光吸収部材1203を導電性材料で構成することもできる。そのような場合においては、メタルバック1202の電位と実質的に同等の電位に光吸収部材1203の電位が維持される。そのため、メタルバック1202及び光吸収部材1203が、アノード電極として機能する。このような場合は、アノード電極に相当する第1導電膜が、メタルバック1202と光吸収部材1203とから構成される事となる。勿論、光吸収部材1203を絶縁体で構成すれば、アノード電極として機能する部材はメタルバック1202になるので、メタルバック1202が第1導電膜となる。
【0036】
メタルバック1202は1μm未満の非常に薄い膜(典型的には50nm〜400nm)であるため、光吸収部材1203を導電性材料で構成すれば、メタルバックの電位をメタルバック全面に渡って均一性高く維持することができるので好ましい。また、メタルバック1202は、作成方法の関係上、その周辺部の形状が規定しにくい場合がある。そのため、フォトリソグラフィー法などを用いて形成することのできる光吸収部材1203を導電性材料で構成することで、アノード電極の端部形状を高精度に制御/規定することができる。その結果、気密容器100の画像表示領域内の電場の制御性や、画像表示装置の製造における再現性を高めることができる。光吸収部材1203を導電性材料で構成する場合は、その材料としては、銀などの金属粒子と低融点ガラスとを含む導電性ペーストや、カーボンブラックなどを用いることができる。更に光吸収層としての機能を向上させるために、黒色顔料を含有させる場合もある。
【0037】
光吸収部材1203は図10で示す例においては、その面積がメタルバック1202の面積よりも大きい場合を示したが、必ずしも光吸収部材1203の面積がメタルバック1202の面積よりも大きい必要はない。しかし、光吸収部材1203は、メタルバック1203よりも膜厚を厚く形成するため、上記したように、光吸収部材1203を導電性材料で形成した場合には、電源1006からメタルバック1202へ電位を供給するための高圧端子1005との安定な接続体として機能させることもできる。そのため、光吸収部材1203の面積をメタルバック1202の面積よりも大きく形成すれば(光吸収部材1203の外周よりも内側にメタルバック1202の外周が配置されるようにすれば)、光吸収部材1203のメタルバック1202で覆われていない部分の一部を、アノード電極(第1導電膜)へ電位を供給するための高圧端子1005との接続部として用いることができる。尚、高圧端子1005との接続部は、図10においては、左下の部分の突起部である。このように、図10では、左下に突起部があるが、このような突起部の面積は、アノード電極の面積に比べてわずかである。従って、このような形態のアノード電極も、実質的に、四角形状の外周を備えるアノード電極と言う事が出来る。
【0038】
本発明の画像表示装置においては、電源1006から高圧端子1005を介して第1導電膜(アノード電極)にアノード電圧(Va)を印加する(図6参照)。アノード電圧(Va)の実用的な範囲としては、リアプレート1001上の電子放出素子1101に印加される電位を基準として、典型的には、5kV以上30kV以下、好ましくは10kV以上25kV以下の範囲から適宜選択される。
【0039】
そして、本発明においては、第1導電膜の外側の領域での放電を抑制するために、第1導電膜の外周を囲むように、第2導電膜1204が配置される(図10参照)。更に、本発明においては、第2導電膜1204は、第1導電膜(アノード電極)とは直接接続しないように設計される。即ち、第1導電膜と第2導電膜1204とが間隔を置いて配置される。上記間隔に相当する領域1209は、少なくとも第2導電膜1204および第1導電膜(アノード電極)によって覆われず(導電膜によって覆われず)、好ましくは、一般に絶縁性が高い部材であるフェイスプレート1002の表面が露出する。第1導電膜と第2導電膜との間隔は、好ましくは0.5mm以上10mm以下、さらに好ましくは1mm以上5mm以下に設定される。
【0040】
第2導電膜1204の電位は、アノード電極の電位(アノード電圧)よりもリアプレート1001の表面電位に近いように設定される。即ち、アノード電圧よりも、第2導電膜1204の電圧は低く設定される。そして、好ましくは、画像表示装置を駆動する際に、電子放出素子1101に印加される電位と第2導電膜1204に印加される電位との差が1kV以下に設定される。そして、典型的には、電子放出素子を駆動する際に印加する電圧の範囲(典型的には−50V以上+50V以下)に入っていればよい。更には、簡便さから、GND電位に規定するのがより好ましい。この様に設定することで、第2導電膜1204の外側の電界強度は、第1導電膜が正射影される領域(画像表示領域)よりも著しく電界強度を弱めることができる。したがって、第1導電膜(アノード電極)をフェイスプレート1002側からリアプレート1001側に向けて正射影した際に含まれる領域の外側にある放電要因(異物・突起など)による放電を防ぐことができる。
【0041】
本発明においては、図10に示す様に、第2導電膜1204は、アノード電極の四角形状の外周を構成する4辺の夫々に沿うように配置された閉環状(閉ループ状)の導電膜で構成されることが最も好ましい。そのため、閉環状の第2導電膜1204は、アノード電極の外周からの距離が実質的に一定になるように、アノード電極の外周と実質的に相似な4角形状の内周を備えることが好ましい。そして、第2導電膜1204の外周も、第2導電膜1204の内周形状と相似な四角形状を備えることが好ましい。そして、第2導電膜の四角形状の内周と、第1導電膜(アノード電極)の四角形状の外周とが適切な距離を隔てて配置される。従って、この場合においては、第1導電膜の外周と、第2導電膜の外周とが、実質的に相似となる。
【0042】
尚、図10では、帯状の第2導電膜1204が、第1導電膜(メタルバック1202)の四角形状の外周を完全に取り囲む様に、四角形状の内周を備える様に形成した例を示した。しかしながら、本発明においては、例えば、図14に示す様に、環状の第2導電膜1204は、四角形状の内周の4隅において、接続していない(隙間を設けている)構成であっても良い。この様な場合は、第2導電膜が、4つの帯状の導電膜の夫々が、第1導電膜(アノード電極)の四角形状の外周を構成する各々の辺に沿って、配置されることになる。尚、上記4隅に隙間を設ける場合には、アノード電極側から、フェイスプレートの外周が見通せない構成とすることが、フェイスプレート上での電位の安定性の観点(放電抑制の観点)から好ましい。この様に、本発明においては、第2導電膜1204は、図14に示す様に環状であることが好ましく、更には、図10に示す様に閉環状(閉ループ状)であることが特に好ましい。尚、ここでは、隙間が4隅に配置される場合を示したが、隙間は4隅に限られるものではない。
【0043】
さらに、本発明における第2導電膜の別の態様としては、図12や図13に示す様に、アノード電極の四角形状の外周を構成する4辺のうち、少なくとも、対向する2辺を間に挟むように、第2導電膜1204を配置することもできる。即ち、アノード電極の対向する2辺の夫々に沿うように配置された2つの帯状の導電膜によって第2導電膜1204を構成し、その2つの帯状の導電膜の間に、アノード電極が挟まれる様に配置する。尚、この場合においても、アノード電極と2つの帯状の導電膜との間は導電性膜によって接続しない(間隙を設ける)。また、図12や図13の構成を採用した場合においては、フェイスプレート1002の表面の平面内において、第2導電膜1204に印加される電位によって形成される等電位線(第2導電膜1204を通る等電位線)によって、アノード電極の外周が取り囲まれるようにする。
【0044】
図12や図13に示す様な場合においては、フェイスプレート上での電位の安定性の観点(放電抑制の観点)から、上記したアノード電極の外周を構成する4辺のうち、帯状の導電膜に挟まれる、対向する2辺のそれぞれの長さL1(W1)よりも、2つの帯状の導電膜の各々の長さL2(W2)が長く設定されることが好ましい。そして、2つの帯状の導電膜の各々の長さL2(W2)は、フェイスプレート1002の四角形状の外周を構成する対向2辺のうちの、帯状の導電膜近傍に位置する2辺の各々の長さL3(W3)よりも短く設定されることが好ましい。
【0045】
尚、本発明においては、上述したように、複数の導電膜から第2導電膜1204を構成した場合においては、複数の導電膜の各々に印加する電位は実効的に等しく設定する。
【0046】
図10、図12〜図14を用いて説明した様に、本発明においては、第2導電膜1204によって、少なくとも、アノード電極が挟まれる。尚、第2導電膜1204の長さは、アノード電極の外周の1辺の長さ、アノード電極と第2導電膜1204との距離、アノード電極に印加される電位と第2導電膜1204に印加される電位などに応じて適宜設定される。しかしながら、本発明においては、図10、図12〜図14のいずれの構成を採用した場合においても、フェイスプレート1002の表面の平面内において、第2導電膜1204に印加される電位によって形成される等電位線(第2導電膜1204を通る等電位線)によって、アノード電極の外周が取り囲まれる。
【0047】
第2導電膜1204は導電性材料で形成されていれば良いが、例えば、銀などの金属粒子および低融点ガラスからなる導電性ペーストや、カーボンブラックなどを用いることができる。光吸収部材1203を導電性材料で形成する場合においては、光吸収部材1203と同じ材料で、光吸収部材1203と同時に形成することが可能である。なお第2導電膜1204は、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法にて形成することができる。
【0048】
尚、前述したように、光吸収部材1201を導電性の材料で形成した場合には、第1導電膜(アノード電極)が、メタルバック1202と光吸収部材1201とで構成されることになる。そのため、導電性の光吸収部材1201の面積がメタルバック1202の面積よりも大きい場合(メタルバック1202の外周が光吸収部材1201の外周の内側に位置する場合)には、図10に示す様に、第2導電膜1204が、光吸収部材1201の外周を囲む様に形成される。また、光吸収部材1201を十分な絶縁性を備えた材料で形成する場合においては、光吸収部材1201を第2導電膜1204の下にまで延在させる形態であっても良い。即ちこの形態においては、光吸収部材1201上において、第1導電膜(メタルバック1202)と第2導電膜1204とが、間隔を置いて配置されることになる。
【0049】
しかしながら、一般に、フェースプレートを構成するガラス基板の絶縁性は高い。そのため、光吸収部材1201によって第1導電膜(メタルバック)と第2導電膜1204との間の絶縁性を確保するよりも、図10、図12〜図14に示す様に、第2導電膜1204を、光吸収部材1201の外周を囲む様に、且つ、光吸収部材1201の外周と間隔を空けて形成する方が、第1導電膜の外部での放電を抑制する観点からは好ましい。
【0050】
また、上記したメタルバック1202や光吸収部材1201以外にフェースプレート1002上に、アノード電極に相当する導電性部材(アノード電圧が印加される導電性部材)を設けた場合には、本発明においては、そのアノード電極に相当する導電性部材も含めて、「第1導電膜」と呼ぶことができる。
【0051】
例えば、上記した発光体基板の構成に加えて、発光体1201及び光吸収部材1201からなる層と、フェースプレート(ガラス基板)1002との間に、よりアノード電位を安定にするため等の目的で、ITOや酸化スズなどの透明導電膜を設ける構成も挙げられる。この様な透明導電膜は、スパッタ法や真空蒸着法などの気相プロセスや、微粒子分散溶液のスプレー塗布、スピン塗布、ディッピング、スリットコート、ゾルゲル法などの液相プロセスを用いて形成することができる。上記透明導電膜を上記メタルバック1202の代わりにアノード電極として形成した場合には、メタルバックのような光反射層の機能を透明導電膜に持たせることはできなくなるが、構成が単純になり製造コストを少なくすることができる。
【0052】
この様に、本発明におけるアノード電極(「第1導電膜」)は、メタルバック1202や光吸収部材1201のみに限定されるものではない。
【0053】
そして、本発明においては、第2導電膜1204の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部が、誘電体膜1205で覆われる。
【0054】
第2導電膜1204の端部を覆う誘電体膜1205について、図7のA部を拡大した図1(b)、図1(c)を用いて以下に詳細に説明する。尚、図1(a)は、図1(b)に示した構造から、誘電体膜1205を省いた場合を示している。さらに図1(b)の破線で囲んだ領域の拡大図が図1(c)であり、誘電体膜1205の効果を示すために、電子の軌跡を矢印で図示してある。
【0055】
尚、図1(b)、図1(c)では、説明を簡略にするために、第1導電膜(アノード電極)を符号1203で表している。つまり、光吸収部材1203を導電性の膜で構成し、図10に示す様な、光吸収部材1203の外周の内側にメタルバック1202の外周が配置される形態の場合を示している。勿論、前述したように、本発明においては、第1導電膜(アノード電極)は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図1(a)、図1(b)では第1導電膜については、第1導電膜(アノード電極)の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0056】
本発明における誘電体膜1205の機能としては、真空中における、第1導電膜(アノード電極)と第2導電膜1204との間の放電(特には沿面放電)の発生を抑制することが挙げられる。
【0057】
誘電体膜1205がない場合(図1(a)参照)における、真空中における沿面放電は、(1)第1導電膜(アノード電極)1203よりも電位の低い第2導電膜1204からの電子放出、(2)放出された電子が誘電体1002を照射することによる誘電体1002表面の正帯電、(3)誘電体の電位上昇による、第2導電膜1204からの更なる電子放出、の繰り返しにより発生すると考えられる。
【0058】
すなわち、第2導電膜1204からの電界放出電子が、誘電体1002表面(沿面部)を多重散乱しながら第1導電膜1203に向かう現象(二次電子雪崩;Secondary Electron Emission Avalanche)によって、誘電体1002表面が正に帯電し、第2導電膜1204近傍の電界強度がさらに強くなる、という正帰還を繰り返し放電に至ると考えている。ここで、第2導電膜1204からの電界電子放出量は、第2導電膜1204表面の電界強度により決まると推測される。
【0059】
図1(a)中の破線は、アノード電極1203に印加する電位よりも低い電位を第2導電膜1204に印加した際に形成される等電位線を模式的に示している。誘電体(1002)上に電極(1203、1204)が配置されたような構造だと、電極の端部近傍で等電位線の間隔が狭くなる(電界強度が強くなる)。その結果、図1(a)の1点鎖線の円で囲まれた領域である、電界集中部1401が形成されてしまう。このような形状により、平均電界強度(第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204の電位差を第1導電膜と第2導電膜との距離で除した数値)に対して、電界集中部1401がどの程度の電界強度になるかという、所謂電界増倍係数βが100〜1000以上にいたる場合もある。
【0060】
また上述のような電界増倍係数βを大きくする要因として、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部の平面形状が挙げられる。図16(a)、図16(b)、図16(c)に、第2導電膜1204の端部形状に凹凸が存在するときの様子を示す。尚、図16(c)は図16(b)の点線で囲まれた領域の拡大模式図である。第2導電膜1204は、当該個所で放電したときに断線することを防ぐなどの理由から、好ましくは、厚膜プロセスが用いられる。厚膜プロセスの中でも、スクリーン印刷法がペーストの仕様効率や作業の容易性から好適に用いられる。しかしながらスクリーン印刷法などの方法では、図16(b)に示すように、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部が凹凸形状になる場合がある。このような場合において、第1導電膜1203の電位よりも低い電位を第2導電膜1204に印加した際の電位分布を図16(c)に示す。図16(c)中、点線は等電位線を模式的に示しており、第2導電膜1204の端部に、第1導電膜に向かった凸部が存在すると、その凸部先端近傍で等電位線の間隔が狭くなる(電界強度が強くなる)。これに対し、図17(a)、図17(b)、図17(c)に示すように、第2導電膜1204を積層した複数の導電性膜(1207、1208)で形成することにより、電界集中を防ぐ構造を用いることができる。このような構成によれば、第2導電膜1204の第1導電幕1203側の端部を階段状に形成される。さらに、例えば、図17(a)における導電性膜1207の、第1導電膜1203側の端部に凹凸がでないようなプロセスで作製することにより、図17(c)に示すような等電位線を形成することができる。その結果、図16(c)に示したような電界集中を防ぐことができる。導電性膜1207の作製プロセスとしては、薄膜プロセスが挙げられる。マスク成膜法やフォトリソグラフィー法などが好適に使用できる。このような平面状の凹凸による電界集中の度合いは、ほぼ凸形状先端の曲率半径rと凸形状の長さhの比(h/r)によりあらわされる。そのため、第2導電膜1204の第1導電膜1203側の端部は、いずれの場所においても、好ましくはh/rが100以下、更に好ましくはh/rが10以下であることが好ましい。この範囲にあると、電界集中を緩和することができる。
【0061】
本発明においては、第2導電膜1204の、第1導電膜(メタルバック1202)に対向する端部を誘電体膜1205で覆うことにより、以下の2つの理由で、上記した放電(特には沿面放電)の発生を抑制するものである。
【0062】
(1)誘電体膜1205がない場合(図1(a)参照)に形成される電界集中部1401を覆い、当該個所の電界強度を緩和することができるとともに、電界集中部1401からの電子放出を防ぐことができる。
【0063】
(2)誘電体膜1205を設けることで新たに形成された三重点(第2導電膜1204と誘電体膜1205と真空とが交わる点)1402から何らかの理由で電子が放出しても、放出した電子が誘電体膜1205に衝突するまでの電子の飛程が短い(図1(c)参照)ことから誘電体膜1205表面は負帯電するので、前述した「(1)電界電子放出の発生→(2)誘電体が正帯電することで電界強度が増加する→(3)更なる電界電子放出の発生」という正帰還の働きを抑制することができる。
【0064】
上記した放電の抑制効果を発現させるため、誘電体膜1205の材料としては、体積抵抗率が大きい誘電体材料であり、そのものの絶縁耐圧が高い材料が好適に使用できる。
【0065】
誘電体膜1205の体積抵抗率としては、実用的には、108Ωm以上のものが好適に使用でき、更に好ましくは1012Ωmのものを用いることができる。誘電体膜1205の体積抵抗率が、108Ωm以上であることにより、実質上電界集中部1401部分の電界電子放出を防ぐことができる。
【0066】
また、電界集中部1401は、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の先端のみでなく、その近傍にも生じる。そのため、図1(b)に示す様に、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の先端から距離Lまで、誘電体膜1205で第2導電膜1204の表面を覆うことが重要である。
【0067】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、電界強度が大きくなる領域は、対向する基板(電子放出素子が配置されるリアプレート1001)との距離に大きく左右されることを見出した。その結果、積層幅L(μm)とし(図1(b)参照)、フェイスプレート1002リアプレート1001との距離をH(μm)としたときに、
L≧0.025×H+15
を満たすことにより、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の電界強度の強い部分を、実効的に誘電体膜1205で覆うことができる。その結果、電界電子放出を防ぎ、放電を著しく抑制できる。
【0068】
また、誘電体膜1205の厚さd(図1(c)参照)は、電子が衝突しうる厚さが必要なため、成膜の再現性などの観点から、実用的には、1μm以上の膜厚であることが好ましい。
【0069】
上記ペーストを塗布する方法としては、スクリーン印刷法やディスペンサーで塗布する方法などを採用することができる。また、上記ペーストとしては、特に低融点ガラスを含有したペーストが好ましい。低融点ガラスを含有することで、誘電体膜1205作成時の焼成温度を下げることができ、容易に誘電体膜1205を形成することができる。また、誘電体膜1205のほかの形成方法として、ガラスなどの成型済みの誘電体を第2導電膜上に固定或いは接着するような方法でもよい。また、誘電体膜1205として、エポキシやポリイミドなどの樹脂を用いても良い。特にポリイミドは、耐圧に優れるので好ましい。また、誘電体膜1205の作成において、フォトリソグラフィー法を用いれば、放電を抑制するための誘電体膜1205の形状を、高精度に形成することができるので好ましい。
【0070】
また、図10に示したように、第2導電膜1204の第1導電膜側の端部は、全て、誘電体膜1205で覆われていることが、第2導電膜1204と第1導電膜との間の耐圧を向上するために好ましい。しかしながら、本発明は、第2導電膜1204の、第1導電膜側の端部の一部が、誘電体膜1205で覆われていない形態を排除するものではない。誘電体膜1205が存在しない場合(図1(a)に示した形態)に比べ、第2導電膜1204と第1導電膜との間の耐圧が実効的に向上する程度に、誘電体膜1205によって第2導電膜1204の第1導電膜(アノード電極)側の端部を覆えばよい。
【0071】
また、図8のように、第1導電膜(アノード電極)1203の、第2導電膜1204側の端部を、誘電体膜1205で覆ったり(図8(a)参照)、第1導電膜(アノード電極)1203の端部から第2導電膜1204の端部までの全域を誘電体膜1205で覆ってもよい(図8(b)参照)。しかしながら、誘電体膜は形成方法にもよるが、種々の材料が含まれる可能性が高いため、第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204との間(図10で示した間隙1209)を誘電体膜で埋めてしまうよりも、一般に絶縁性が高い部材であるガラス基板1002の表面を露出させることが好ましい。
【0072】
第1導電膜(アノード電極)の第2導電膜1204側の端部は、第2導電膜から電界放出された電子が、集中的に照射する可能性の高い個所であるために局所的に温度が上昇し易い。そのため、第1導電膜の第2導電膜側の端部を誘電体膜1205で覆うことにより、電子照射個所を拡散することができ、温度上昇を防ぐことができるため、耐圧が向上する。
【0073】
また、図9に示すように、第2導電膜1204を誘電体膜1205で完全に覆うような構造でもよい。誘電体膜1205で第2導電膜の表面(少なくとも、第2導電膜の第1導電膜側の端部、及び、その反対側の端部)を覆えば、前述した新たな三重点1402も誘電体膜1205で覆うことができるので一層の放電の抑制効果が期待できる。またこの場合においても、前述のLの値を満たすことが好ましい。
【0074】
また、図15(a)に示すように、第2導電膜1204のうち誘電体膜1205を配置する部分の膜厚が局所的に厚かったり、切り立った形状になっていると、誘電体膜1205を形成する際に、被覆性が悪くなる恐れがある。そのため、第2導電膜1204のうち第1導電膜(アノード電極)側の端部の膜厚は、第2導電膜1204の平均膜厚よりも薄くすることが好ましい。上記のような第2導電膜の構造を実現するために、図15(b)に示す様に、第2導電膜1204を複数の導電性膜(1207、1208)を積層することにより形成し、第2導電膜1204のうち第1導電膜側の端部を、薄い導電性膜(1207)にて形成することにより、被覆性良く誘電体膜1205を第2導電膜1204の端部に形成することができる。この様な構成は、例えば、1層目の導電性膜(1207)の外周の内側(アノード電極1203からより遠い部分)に2層目の導電性膜(1208)を積層することで、第2導電膜1204の第1導電膜(アノード電極)1203側の端部を階段状(アノード電極から離れるに従って膜厚が厚くなる構成)に形成することができる。この様な構成は、例えば、1層目1207は例えばスパッタ法などの真空成膜技術を採用して薄膜状に形成し、2層目1208を印刷法やディスペンサーを用いる方法などを採用して厚膜状に形成することで実現することができる。尚、ここでは、第2導電膜1204を2層で形成する場合を説明したが、第2導電膜1204は2層以上の導電性膜から形成することもできる。
【0075】
つぎに、第1導電膜1203をアノード電圧を発生する高圧電源1006に接続する方法を図5(a)、図5(b)を用いて説明する。尚、ここでは、説明を簡略にするために、第1導電膜を符号1203で表している。前述したように、第1導電膜は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図5(a)、図5(b)では、第1導電膜(アノード電極)1203については、第1導電膜の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0076】
第1導電膜1203から高圧電源1006まで導く配線1403は、気密容器100内において、第2導電膜1204と交差しないように配置することが好ましい。真空容器100の内部は、その寸法が限られており、高圧電源1006と第1導電膜(アノード電極)とを接続する配線1403を、第2導電膜1204と交差するような構造にすると、配線1403と第2導電膜1204との間の放電が懸念されるためである。第1導電膜1203から高圧電源1006まで導く配線1403を第2導電膜1204と交差しないように配置する具体的な方法としては、第1導電膜1203に接続した配線を、フェイスプレート1002に設けた穴から気密容器100の外部まで引き出す場合(図5(a)参照)、或いは、リアプレート1001に設けた穴から気密容器100の外部まで引き出す場合(図5(b)参照)などを採用することができる。尚、配線1403を通したあと、フェイスプレート1002もしくはリアプレート1001に開けられた穴は、低融点ガラスフリットなどでふさぐ必要がある。
【0077】
また、本発明の画像表示装置においては、図6に示した構造に加え、スペーサと呼ばれる大気圧支持部材を設けることができる。以下においては、上記した画像表示装置に、さらに、平板状のスペーサを配置した画像表示装置について、図2(a)、図2(b)を用いて具体的に説明する。
【0078】
図2(a)は、スペーサを備えた画像表示装置における、発光体基板(フェイスプレート)の構造ならびにスペーサ1004の端部の構造に注目して、リアプレート1001側から発光体基板側を見た際の一部平面模式図である。また、図2(b)は、図2(a)のb−b’線における断面模式図である。また、図2(c)は、図2(a)のc−c’線における断面模式図であるが、リアプレート1001は省略している。尚、ここでは、説明を簡略にするために、第1導電膜(アノード電極)を符号1203で表している。前述したように、第1導電膜は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図2(a)、図2(b)では第1導電膜については、第1導電膜の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0079】
図2(a)、図2(b)において、1004がスペーサであり、主な目的としては、リアプレート1001とフェイスプレート1002の間を真空に保った際に、リアプレート1001とフェイスプレート1002とが対向する方向に印加される大気圧を支持するために設けられる。スペーサ1004としては、平板状のガラスもしくはセラミックスで形成されたものが好適に用いられる。その長手方向における両端部(図2(a)、図2(b)では一方の端部のみ示している)は、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部よりも外側(アノード電極から離れる側)に配置されるのが好ましい。
【0080】
スペーサ1004の端部には、スペーサをフェースプレート及び又はリアプレートに固定するための接着剤や固定部材(1301)等が配置される場合がある。このような接着剤や固定部材は、放電要因となる場合がある。また、スペーサ端部には鋭角な角部などが存在するため、一般に放電しやすい形状である。そのため、これらの構造(スペーサの端部、固定部材)を電界強度が弱い領域である、第2導電膜の正射影される領域の外側の領域に配置することにより、上記の構造物(スペーサの端部、固定部材)からの放電を抑制することができる。
【0081】
つぎに、図2中のアノード電極1203および第2導電膜1204については、図10などを用いて既に説明した構成と同様の構成とする。また、誘電体膜1205はスペーサ1004の配置されるところには開口を設けることが好ましい(即ちスペーサとフェースプレート1002との間の領域には、誘電体膜1205は配置しないことが好ましい)。その開口の幅W(μm)は、実用的な範囲として、スペーサ1004の幅W’+1μm以上50μm以下に設定されることが好ましい。尚、スペーサの幅W’(μm)は、実用的な範囲として、50μm以上300μm以下に設定される。
【0082】
スペーサ1004の第2導電膜と対向する表面の電位と、第2導電膜のスペーサと対向する表面の電位との差が大きいと、スペーサ1004と第2導電膜1204との間での電界集中が起こり,放電が生じる場合がある。そのため、スペーサ1004の第2導電膜1024と対向する表面の電位と、第2導電膜1204のスペーサ1004と対向する表面の電位とを略同電位とすることが好ましい。したがって、スペーサ1004が第2導電膜1204に接触することにより、スペーサ1004に第2導電膜1204の電位を給電でき、電界集中およびそれに伴う放電を防ぐことができる。
【0083】
しかしながら、誘電体膜1205で第2導電膜1204の表面をすべて覆ってしまうとスペーサ1004が第2導電膜1204に電気的に接触できないため、給電するのが困難になる。そこで、スペーサ1004と第2導電膜1204との間の領域には誘電体膜1205を配置しない構成とすることにより、スペーサ1004と第2導電膜1204とを接触させることができる。その結果、スペーサ1004の第2導電膜1204と対向する表面の電位と、第2導電膜1204のスペーサ1004と対向する表面の電位とを略同電位とすることができる(図2(a)、図2(b)参照)。また、誘電体膜1204がない部分にスペーサ1004が配置されるため(図2(a)参照)、スペーサ1004が、前述した誘電体膜1205の機能と同様に機能(第2導電膜からの電子放出を抑制する機能)を果たすことができ、誘電体膜1205がない部分における耐圧が損なわれることを抑制することができる。尚、ここでは、スペーサ1004と第2導電膜1204とを直接接続する構成を示したが、スペーサ1004と第2導電膜1204とを直接接触させずに、スペーサ1004の第2導電膜1204と対向する表面に、第2導電膜1204の電位と実質的に同じ電位を印加する構成を採用しても良い。
【0084】
また、本発明においては、さらに、スペーサ1004の有無にかかわらず、本発明の特徴である誘電体膜1205に加えて、電子を捕獲するための構造である電子捕獲構造体1206を設けると、第1導電膜と第2導電膜との間の絶縁耐圧(沿面耐圧)を一層向上することができる。
【0085】
本発明の電子捕獲構造について図3および図4を用いて説明する。電子捕獲構造の機能としては、第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間の基板表面の二次電子雪崩を防ぐことである。二次電子雪崩を防ぐためには、基板表面の二次電子放出係数を実質的に1以下にすることが効果的である。具体的には、電子の飛程を短くすることで電子の得るエネルギーを小さくすることができれば、二次電子放出係数を1より小さくできるので、雪崩的に電子が増えていくことを防ぐことができる。この様な電子の飛程を短くする構造として、誘電体からなる構造物を採用することができる。具体的には、第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204との間における平均的な電界勾配の方向に対して垂直に近い表面を備える誘電体を採用することができる。このような構造物が存在すると、電子が十分加速される前に誘電体に再突入させることができる。その結果、雪崩的に電子が増えていくことを防ぐことができる。このような機能を備える構造(電子捕獲構造)を第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間のフェイスプレート表面に設けることにより、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間の沿面耐圧の向上を図ることができる。そのため、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間に、凸状の誘電体からなる構造物(電子捕獲構造体)1206を設けることが好ましい(図3(a)参照)。
【0086】
電子捕獲構造体1206は凸状の構造物であり、その側壁部分が、第1導電膜1203と第2導電膜1204とを結ぶ面(フェイスプレート1002平面)に対して、垂直に近い面を備えている。このような側壁を備えることで、側壁に電子が照射されることで発生した二次電子は、すぐに再度、側壁に再突入する割合が増える。そのため電子の飛程を小さくすることができるため、実質上、二次電子放出係数を1以下とすることができ、第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間における二次電子雪崩を抑えることができる。
【0087】
また、図3(b)のように、基板と平行な面で電子捕獲構造体1206を切断してみたときに、フェイスプレート1002に近い位置の断面積の方が、フェイスプレート1002から離れた位置の断面積よりも小さくすることで、電子捕獲構造体1206の側壁で発生した二次電子は、電子捕獲構造体1206を乗り越えにくくなる。即ち、電子捕獲部材1206近傍で発生した二次電子は、電子捕獲構造1206のくぼみから脱出しにくく、好適に電子捕獲することができる。その結果、図3(a)の構造に比べ、電子捕獲構造体1206による電子捕獲効果(二次電子の発生の抑制効果)を大きくでき、更に沿面耐圧を向上できる。
【0088】
以上述べたことからもわかる様に、本発明における電子捕獲構造体1206に必要な構成としては、電子が乗り越えにくくなるようにある一定以上の高さが必要である。その高さとしては、実用的な範囲として、1μm以上100μm以下であることが好ましい。
【0089】
また、電子捕獲構造体1206の第2導電膜1204側の壁面(側壁)がフェイスプレート1002平面となす角度が、図3(a)、図3(b)に示す様に、垂直から鋭角(電子捕獲構造体1206がオーバーハングした形状)になるような構造であることが好ましい。
【0090】
上記した構造を得る方法としては、低融点ガラスを含むペーストを、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法で作製することが挙げられる。
【0091】
特にフォトリソグラフィー法で作製した場合には、上記のようなオーバーハングした形状を高精度に形成することができる。また、他の作成方法として、ガラスなどの誘電体材料を用いてあらかじめ電子捕獲構造体1206を作製しておき、接着剤などでフェースプレート1002上に固定する方法をとることもできる。
【0092】
また、電子捕獲構造体1206を配置する位置については、アノード電極1203と第2導電膜1204との間のフェースプレート1002表面上であればどこにあっても所定の効果は得られるが、第2導電膜1204から電界放出電子が発生することを考えると、第2導電膜1204により近い個所に配置されるのが好ましい。また、第2導電膜1204が第1導電膜1203を囲むように形成されている場合には、電子捕獲構造体1206も第1導電膜1203を囲むように形成しているのがこのましい。即ち、第2導電膜1204の第1導電膜側の端部に沿って、電子捕獲構造体1206を配置することが好ましい。
【0093】
また、前述したように、画像表示装置内にスペーサ1004を設ける場合においては、図4に示す様に、上記電子捕獲構造体1206は、スペーサ1004とフェースプレート1002との間に配置することが好ましい。この様な構造とすれば、図2(a)及び図2(b)を用いて示した様に、誘電体膜1205を、スペーサとフェースプレート1002との間に配置しない場合においてスペーサ1004近傍で二次電子雪崩が起こるのを抑制し、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間の沿面耐圧を向上することができる。
【0094】
しかしながら、第1導電膜1203や第2導電膜1204の厚みよりも電子捕獲構造体1206が厚い(高い)と、スペーサ1004が第1導電膜1203や第2導電膜1204に接触しにくくなるため、電子捕獲構造1206は第1導電膜1203及び第2導電膜1204と実質的に同じ高さか、それ以下であることが好ましい。
【0095】
また、図6を用いて説明した本発明の気密容器(画像表示装置)100を用いて、情報表示再生装置を構成することができる。
【0096】
具体的には、テレビジョン放送などの放送信号を受信する受信装置と、受信した信号を選曲するチューナーと、選曲した信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを、気密容器(画像表示装置)100に出力して表示および/あるいは再生させる。この構成によりテレビジョンなどの情報表示再生装置を構成することができる。勿論、放送信号がエンコードされている場合には、本発明の情報表示再生装置はデコーダーも含むことができる。また、音声信号については、別途設けたスピーカーなどの音声再生手段に出力して、気密容器(画像表示装置)100に表示される映像情報や文字情報と同期させて再生する。
【0097】
また、映像情報または文字情報を気密容器(画像表示装置)100に出力して表示および/あるいは再生させる方法としては、例えば以下のように行うことができる。まず、受信した映像情報や文字情報から、気密容器(画像表示装置)100の各画素に対応した画像信号を生成する。そして生成した画像信号を、気密容器(画像表示装置)100の駆動回路に入力する。そして、駆動回路に入力された画像信号に基づいて、駆動回路から気密容器(画像表示装置)100内の各電子放出素子に印加する電圧を制御して、画像を表示する。
【0098】
ここで述べた画像表示装置の構成は、本発明を適用可能な画像表示装置の一例であり、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。また、本発明の画像表示装置は、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置等としても用いることができる。
【0099】
本発明の画像表示装置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリンタとしての画像形成装置等としても用いることができる。
【実施例】
【0100】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。
【0101】
[実施例1]
本実施例は、図1および図10に示される、発光体基板の例である。図10は、本実施例のフェイスプレート(発光体基板)を発光体などが形成されている面をみた平面模式図である。
【0102】
まず、フェイスプレート1002の透明基板として、ソーダライムガラスを用いた。厚さ2.8mmのソーダライムガラスを洗浄し、フォトリソグラフィー法により格子状に導電性のブラックマトリクス1203を形成した。従って、開口(発光体領域)が格子状に配列される。このため、本実施例においては、ブラックマトリクス1203がアノード電極の一部を担う。
【0103】
ブラックマトリクス1203の材料としては感光性カーボンブラックを使用し、フォトリソグラフィー法で厚さ5マイクロメートルにて作製した。繰り返しパターンのピッチは横方向(X方向)が200マイクロメートル、縦方向(Y方向)が600マイクロメートルとした。ブラックマトリクスの線幅は縦方向(Y方向)が50マイクロメートルとし、縦方向を300マイクロメートルとした。また、ブラックマトリクス1203と同時に、第2導電膜1204も形成した。ブラックマトリクス1203の外周はブラックマトリクスの開口が存在する個所から2mm外側までとし、第2導電膜1204はブラックマトリクス1203の外周から2mmの間隔を置いて、幅2mmで、かつブラックマトリクス1203をとり囲うように形成した。
【0104】
次に、ブラックマトリクスの開口部分(発光体領域131、132、133)に、図10のような配列で各色の蛍光体層を充填した。スクリーン印刷法により、R・G・Bの三色の蛍光体を3回に分けてブラックマトリクスの開口部に厚さ10マイクロメートルになるように作製した。
【0105】
また蛍光体はCRTの分野で用いられているP22の蛍光体を用いた。蛍光体としては、赤色(P22−RE3;Y2O2S:Eu3+)、青色(P22−B2;ZnS:Ag,Al)、緑色(P22−GN4;ZnS:Cu,Al)のものを用いた。
【0106】
次に、誘電体膜1205を形成した。誘電体膜1205としては、酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストを用い、スクリーン印刷法にて厚さ10マイクロメートルになるように形成した。
【0107】
誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって500マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に500マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404の端部を全て覆うように形成した。
【0108】
上記配置になるように誘電体ペーストを塗布後、大気中で450℃にて焼成した。なお、使用した誘電体ペーストの焼成後の体積抵抗率を、テストピースを作製することにより測定した結果、1012Ωm程度であった。
【0109】
次に、ブラウン管の製造技術として公知であるフィルミング工程により、樹脂膜をブラックマトリクス及び蛍光体上に作製した。そして、その後に、アルミニウムの蒸着膜を樹脂膜上に堆積させた。そして、最後に樹脂層を熱分解除去させる事により、厚さ100nmのメタルバック1202をブラックマトリクス1203及び蛍光体上に作製した。尚、メタルバック1202の外周は、ブラックマトリクス1203の外周よりも内側に配置されるように形成した。このようにして、本実施例においては、ブラックマトリクス1203とメタルバック1202とがアノード電極を構成する。
【0110】
次に、上記のように作製したフェイスプレート1002(発光体基板)の、アノード電極(1202、1203)と第2導電膜1204との間の耐圧を評価した。評価方法としては、図11に示す様に、先ず、上記のようにして形成したフェイスプレート1002と、電界研磨した金属板で構成される対向基板とを間隔を空けて対向させ、真空チャンバ中にて5×10−4[Pa]以下に排気した。そして、アノード電極1203に高圧電源、第2導電膜1204および対向基板にGND電位を給電して、放電現象を観察した。観察方法は、放電による電流計測および発光の観測で行った。
【0111】
本実施例のフェイスプレートの耐圧を評価したところ、アノード電圧が20kVでは一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ31kVにて放電した。
【0112】
上記のように、本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0113】
[実施例2]
本実施例では、図3(a)に示される、電子捕獲構造1206を用いた例を示す。電子捕獲構造1206以外は実施例1と同様の方法で作製した。
【0114】
電子捕獲構造1206は、実施例1中の誘電体膜1205を形成するのと同時に形成し、材料は酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストをもちい、幅100マイクロメートル・厚さ10マイクロメートルの誘電体で形成された凸部を形成した。
【0115】
このようにして作製したフェイスプレートを実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、アノード電圧が20kVで一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ35kVにて放電した。このように本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る、信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0116】
[実施例3]
本実施例では、図8に示される、アノード電極1203の端部にも誘電体膜1205を被覆した例を示す。アノード電極1203側に誘電体膜1205を設けた以外は実施例1と同様の方法で作製した。
【0117】
アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部に積層した誘電体膜1205は、実施例1中の誘電体膜1205を形成するのと同時に形成した。材料は酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストをもちい、スクリーン印刷法で形成した。アノード電極1203側に形成した誘電体膜1205は、アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部から、第2導電膜側に500マイクロメートル延在させた。また、アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部から、第2導電膜から離れる方向に500マイクロメートルに渡って積層した。また、厚さは10マイクロメートルとした。
【0118】
このようにして作製したフェイスプレートを実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、アノード電圧が20kVで一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ32kVにて放電した。このように本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る、信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0119】
[実施例4]
本実施例では、図1(b)で示した発光体基板を使用して、図6に示す気密容器100を形成し、この気密容器を用いた画像表示装置を作製した。
【0120】
フェイスプレート1002の構造は実施例1と同様にして、図10に示したものと同様に形成した。ただし本実施例において、誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス1203側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって100マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に65マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404のブラックマトリクス1203側の端部を全て覆うように形成した。
【0121】
このようにして用意したフェイスプレート1002と、表面伝導型電子放出素子1101を多数配列したリアプレート1001とを対向させ、側壁1003をフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に挟むように設けた。尚、フェイスプレート1002とリアプレート1001の間隔を2mmとした。ここで、側壁1003で囲まれた真空容器のサイズは70mm×50mmとし、間隔規定を行う部材がなくてもフェイスプレート1002とリアプレート1001の間隔はおよそ2mmであった。なお、表面伝導型電子放出素子1101を含むリアプレート1001の作成方法は省略する。
【0122】
そして、側壁1003とフェイスプレート1002とを接着材で接合し、また側壁1003とリアプレート1001とを接着材で接合することで図6に示す気密容器100を形成した。尚、側壁1003とフェイスプレート1002とリアプレート1001との接着(封着)は、真空雰囲気中で行い、接着材としてインジウムを用いた。
【0123】
以上のようにして形成した気密容器100に駆動回路を接続して画像表示装置を構成し、耐圧評価を行った。耐圧評価は、リアプレート1001の列方向配線1102及び行方向配線1103をGND電位に規定し、フェイスプレート1002上の第2導電膜1204もGND電位に規定した。このような状態でアノード電極1203を高圧電源に接続し、15kVにて駆動させたところ、一定時間以上放電しないことを確認した。
【0124】
その後、列方向配線1102および行方向配線1103を介して、表面伝導型電子放出素子の駆動信号を印加し、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0125】
尚、再び、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノードに印加するアノード電圧を徐々に上昇させていった結果、30kVにて放電が発生した。
【0126】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0127】
尚、誘電体膜1205が第2導電膜1204を覆う長さ(前述のL)だけを本実施例よりも長くして、本実施例と同様に、アノード電圧を徐々に上昇させて放電が開始する電圧を測定した。その結果、誘電体膜1205が第2導電膜1204を覆う長さに関わらず、いずれの場合においても、30kVで放電が観測された。
【0128】
[実施例5]
本実施例では、誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって100マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に30マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404のブラックマトリクス側端部を全て覆うように形成した。また、誘電体膜1205の寸法以外は実施例4と同様にして画像表示装置を形成した。
【0129】
作製した画像表示装置を、実施例4と同様に、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して耐圧評価を行ったところ、15kVにて、一定時間以上放電しないことを確認した。また、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0130】
尚、再び列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0131】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0132】
[実施例6]
本実施例では、フェイスプレート1002とリアプレート1001との間に平板状のスペーサ1004を配置した気密容器100を形成し、この気密容器を用いた画像表示装置を作成した。
【0133】
フェイスプレート1002の構造は、実施例1と同様にして、図10に示したものと同様に形成した。但し、本実施例においては、スペーサ1004を用いたため、図2(a)〜図2(c)に示す様に、第2導電膜1204とスペーサ1004とが接触できるように、スペーサ1004と第2導電膜1204との間には誘電体膜1205を設けなかった。具体的には、スペーサ1004と第2導電膜1204とが接触できるように、400マイクロメートルのスリットを誘電体膜1205に設けた。なお、使用した誘電体ペーストの焼成後の体積抵抗率を、テストピースを作製することにより測定した結果、108Ωm程度であった。
【0134】
このようにして用意したフェイスプレート1002と、表面伝導型電子放出素子1101を多数配列したリアプレート1001とを対向させ、側壁1003をフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に挟むように設けた。尚、フェイスプレート1002とリアプレート1001の間にはスペーサ1004を配置することで、その間隔を2mmとした。スペーサはその厚みを200マイクロメートルとし、スペーサ1004はリアプレート1001に接着材1301で固定した(図2(b)参照)。スペーサ1004の位置はあらかじめフェイスプレート1002の誘電体膜1205のスリット部にくるように配置した。なお、表面伝導型電子放出素子1101を含むリアプレート1001の作成方法、およびスペーサの作成方法は省略する。また真空容器100の形成方法は実施例4と同様とした。
【0135】
以上のようにして形成した気密容器100に駆動回路を接続して画像表示装置を構成し、耐圧評価を行った。耐圧評価は、リアプレート1001の列方向配線1102及び行方向配線1103をGND電位に規定し、フェイスプレート1002上の第2導電膜1204もGND電位に規定した。このような状態でアノード電極1203を高圧電源に接続し、15kVにて駆動させたところ、一定時間以上放電しないことを確認した。
【0136】
その後、列方向配線1102および行方向配線1103を介して、表面伝導型電子放出素子の駆動信号を印加し、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0137】
尚、再び、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0138】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0139】
[実施例7]
本実施例では、図17に示す第2導電膜1204が2種類の導電性膜(1207,1208)により形成されたフェイスプレート1002を用いて作製した画像表示装置の例を示す。なお、第2導電膜1204が2種類の導電性膜から形成されていること以外は、実施例6と同様な方法で作製した。
【0140】
第2導電膜1204を形成する方法として、まず導電性膜1207をマクク成膜にて厚さ100nmのアルミニウムにより形成した。その際に平面からみた凹凸は、図16(C)の凸形状の寸法の定義(曲率半径r、凸長さh)としたときに、すべての部分でh/rが10以下になっていることを確認した。次に導電性膜1208としてスクリーン印刷法にて厚さ10μmの銀ペーストにより作製した。作製した導電性部材1208を観察してみると、図17のように平面形状に凹凸が見受けられ、そのh/rはもっとも大きいもので200程度のものが見受けられた。
【0141】
次に誘電体膜を、スペーサ1004が配置される部分に400マイクロメートルのスリットを設けた状態で、誘電体1205を作製した。ここで、誘電体1205が設けられていないところで、第2導電膜が露出している部分の平面状の凹凸が、導電性部材1207によりほぼフラットに形成されているため、当該個所で電界集中が起こりにくいことが推測できた。
【0142】
このようなフェイスプレート1002をもちいて、実施例6と同様な画像表示装置を作製し、実施例4と同様に、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して耐圧評価を行ったところ、15kVにて、一定時間以上放電しないことを確認した。また、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0143】
尚、再び列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0144】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0145】
[参考例]
誘電体膜1205を設けないこと以外は、実施例1の方法と同様に作成した発光体基板を用意した(図1(a)参照)。このように作製した発光体基板を実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、12kVで放電が発生した。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】本発明の誘電体膜を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図2】本発明の誘電体膜を備えた画像表示装置を説明するための断面模式図である。
【図3】本発明の電子捕獲構造を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図4】本発明の電子捕獲構造を備えた画像表示装置を説明するための断面模式図である。
【図5】本発明の発光体基板におけるアノード電極に電位を給電するための構造を説明するための断面模式図である。
【図6】本発明の発光体基板を適用した画像表示装置の斜視模式図である。
【図7】本発明の発光体基板を適用した画像表示装置の断面模式図である。
【図8】本発明の誘電体膜を備えた別の発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図9】本発明の誘電体膜を備えた別の発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図10】本発明の発光体基板を説明する平面模式図である。
【図11】本発明の発光体基板の耐圧評価方法を示す断面模式図である。
【図12】本発明の発光体基板における第2導電膜の構成例を説明する平面模式図である。
【図13】本発明の発光体基板における第2導電膜の別の構成例を説明する平面模式図である。
【図14】本発明の発光体基板における第2導電膜の別の構成例を説明する平面模式図である。
【図15】本発明の誘電体膜を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図16】本発明の第2導電膜の平面形状を示す平面模式図である。
【図17】本発明の2種類の導電性部材で形成された第2導電膜を示す平面模式図である。
【符号の説明】
【0147】
1001 リアプレート
1002 フェイスプレート
1003 側壁
1004 スペーサ
1005 高圧導入部
1006 高圧電源
1204 第2導電膜
1205 誘電体膜
1206 電子捕獲構造
1401 電界集中部
1402 新たにできた三重点
【技術分野】
【0001】
本発明は、電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を用いた画像表示装置、および、その画像表示装置に用いる発光体基板に関する。特に、同一基板面上に高電位が印加される電極と低電位が印加される電極が狭い間隔を置いて配置されている発光体基板、および、それを用いたテレビジョンなどの情報表示再生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を多数備えた基板と、電子放出素子から放出された電子が照射されることにより発光する蛍光体などの発光体を備えた発光体基板と、を対向するように配置して所謂フラットパネルディスプレイなどの画像表示装置を形成する試みがなされている。
【0003】
このような画像表示装置を構成する発光体基板は、一般に、透明な絶縁性基板上に、蛍光体などの発光体と、この発光体を被う(或いは発光体と上記透明な基板との間に配置された)アノード電極とを備える。アノード電極は、薄い導電膜から構成され、発光体を被う様に配置される場合には「メタルバック」と呼ばれる。尚、アノード電極の役割は、電子放出素子から放出された電子を加速させながら引き寄せ、アノード電極に接する発光体に電子を照射させることにある。また、表示画像をより鮮明にする等のために、「ブラックマトリクス」や「ブラックストライプ」などと呼ばれる光吸収層を更に備える場合もある。光吸収層を備える場合には、光吸収層に設けられた開口内に発光体が配置される。
【0004】
上記したフラットパネルディスプレイにおいては、輝度が高く、高精細な画像を得るために、電子放出素子が配置された基板と発光体基板との間隔を1mmから10mmに維持し、そして、両基板間(典型的にはアノード電極と電子放出素子間)に10kV以上30kV以下の電圧が印加されることが好ましい。
【0005】
このような狭い間隔に高い電圧を印加する場合においては、アノード電極の周囲での放電の発生を抑制するため等の目的で、アノード電極をとり囲む様に、アノード電極に印加される電位よりも低い電位が印加される導電膜を配置することが提案されている(特許文献1〜5参照)。
【0006】
そして、その中には、アノード電極と、アノード電極をとり囲む様に配置された導電膜との間の電位を安定させるために、アノード電極と導電膜との間に抵抗膜を配置するものもある。
【0007】
また、アノード電極と電子放出素子との間での放電の発生を抑制するため等の目的でアノード電極を複数の導電膜から構成することが提案されている(特許文献6、7参照)。
【特許文献1】特開2001−250494号公報
【特許文献2】特開2002−100313号公報
【特許文献3】特開2002−150979号公報
【特許文献4】特開2003−331760号公報
【特許文献5】特開平10−097835号公報
【特許文献6】特開2002−175764号公報
【特許文献7】特開2003−229074号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記従来の手法においては、アノード電極と、発光体層とアノード電極との積層体をとり囲む様に配置された導電膜との間において放電が発生してしまう場合や、あるいは、その構造が複雑になってしまう場合があった。
【0009】
そこで、本発明では、発光体層とアノード電極との積層体をとり囲む様に配置された導電膜と、アノード電極との間における絶縁耐圧の確保を、より簡単な構造により達成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であって、電子線の照射によって発光する発光体と、前記発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置され且つ該外周を囲む様に配置された第2導電膜と、を備える発光体基板であって、少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする発光体基板である。
【0011】
また、本発明は、「前記第2導電膜が閉環状の導電膜であること」、「前記発光体は、前記発光体基板上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていること」、「前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていること」、「前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であること」、「前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むこと」、「前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むこと」、「前記第2導電膜の前記第1導電膜側に対向する全ての端部が、誘電体膜によって覆われていること」、「前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いこと」、「前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていること」をもその特徴とするものである。
【0012】
また、本発明は、上記発光体基板と、電子放出素子が配置されたリアプレートとを備える画像表示装置であって、前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことをも特徴とするものである。
【0013】
そして、また、本発明の画像表示装置は、「前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部から前記第1導電膜から離れる方向において、前記誘電体膜が前記第2導電膜を覆う長さをL[μm]、前記発光体基板と前記リアプレートの平均間隔をd[μm]としたときに、
L≧0.025×d+15 を満たすこと」、「前記画像表示装置は前記発光体基板と前記リアプレートとの間にスペーサを備えており、該スペーサは、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されること」、「前記誘電体膜は、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていること」、「前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていること」をも特徴とするものである。
【0014】
また、本発明は、電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、前記2つの導電膜の各々の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を覆う誘電体膜と、前記2つの導電膜の各々に印加する電位よりも前記第1導電膜に印加する電位が高くなるような電位を発生させる電源と、を備え、前記2つの導電膜の間に前記第1導電膜が配置されている、ことを特徴とするものである。
【0015】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向する様に、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第2導電膜に印加する電位よりも高い電位を前記第1導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記四角形状の外周の各々の辺に対向する端部が、誘電体膜で覆われていることを特徴とする画像表示装置。
【0016】
さらに、また、本発明は、電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源とを具備する画像表示装置であって、前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部が、誘電体膜で覆われており、前記フェイスプレート上において、前記電源によって印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の外周を囲む、ことを特徴とするものである。
【0017】
そして、上記本発明の画像表示装置は、「前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上20kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子との間に印加される電位との差が1kV以下であること」、及び、「前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていること」をもその特徴とする。
【0018】
さらに、また、本発明は情報表示再生装置であって、受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された上記した画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、アノード電極とアノード電極を囲む導電膜との間に抵抗膜を配置しなくても、アノード電極とアノード電極を囲む導電膜との間の絶縁耐圧を十分に確保できる。その結果、部材を減らすことができるので、コスト削減につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について、図1(b)、図1(c)、図6、図7、図10を用いて以下に具体的に説明する。尚、各図において共通する符号の部材は同一の部材を指す。
【0021】
本発明の発光体基板を用いた画像表示装置を構成する気密容器100の一例の模式図を図6に示す。尚、図6は、気密容器100の内部がわかる様に、一部を省いて示している。また、図7には、図6で示した画像表示装置の一部の断面模式図を示す。また、図1(b)は、図7において点線で囲まれたA部を拡大した模式図であり、図1(c)は図1(b)において点線で囲まれた部分を拡大した模式図である。
【0022】
図6および図7中、1001は多数の電子放出素子1101を配置したリアプレートである。各電子放出素子1101は、X方向配線1103の1つとY方向配線1102の1つとに接続されている。尚、図6では、電子放出素子1101として表面伝導型電子放出素子を用いた例を示した。しかしながら、本発明の画像表示装置においては、適用することのできる電子放出素子に基本的に制限はない。適用可能な電子放出素子としては、MIM型電子放出素子や、MIS型電子放出素子や、表面伝導型電子放出素子や、電界放出型電子放出素子を用いることができる。電界放出型電子放出素子としては、金属や半導体からなる円錐状や四角錘状の電子放出体を備えた電界放出型電子放出素子(いわゆるスピント型の電界放出型電子放出素子)や、カーボンナノチューブやグラファイトナノファイバーなどのナノサイズの直径を備えるカーボンファイバーを電子放出体として用いた電界放出型電子放出素子が好ましく用いることができる。
【0023】
図6および図7中、1002は透明な絶縁性基板から構成されるフェイスプレートである。フェイスプレートとしては、典型的には、ガラス基板を用いる。フェイスプレートは、横縦比が4:3あるいは16:9の画像を表示できるように、その外周が実質的に4角形状のもの、特には長方形状のものを用いることが好ましい。
【0024】
フェイスプレート1002上には、発光体領域(131、132、133(図10を用いて後述する))を含む発光体1201と、アノード電極1202と、第2導電膜1204が、少なくとも、配置される。そして、アノード電極1202と発光体1201は重なる様に配置される。発光体1201およびアノード電極1202もまた、横縦比が4:3あるいは16:9の画像を表示できるように、その外周が実質的に4角形状のもの、特には長方形状のものを用いることが好ましい。このため、アノード電極1202の外周も、実質的な4角形状を備えることが好ましい。
【0025】
ここで示す例においては、アノード電極1202は、発光体1201上に配置されるため、薄膜状の導電膜から構成される。このような発光体上に配置されるアノード電極は、所謂「メタルバック」に相当する。
【0026】
アノード電極(メタルバック)1202の機能としては、電子放出素子1101から放出された電子を発光体1201に衝突させること、及び、発光体からリアプレート側に放射された発光をフェースプレート1002側に反射すること等が挙げられる。そのため、メタルバック1203は、金属光沢をもつ導電膜すなわち金属膜が好適に使用される。ここで、電子は、メタルバック1202を透過して発光体1201を励起するため、メタルバック1203によりエネルギーを損失する。このエネルギー損失を小さくするために、エネルギー損失の少ないアルミニウム膜をメタルバックに用いることが好ましい。アルミニウム膜で形成されるメタルバック1203の作成方法としては、CRTの分野では公知技術であるフィルミング工程を用いる事ができる。アルミニウム膜の膜厚は実用的には10nm以上1μm以下であるが、この範囲に限定されるものではない。
【0027】
メタルバック1202は、発光体1201を被うことが好ましい。このため、発光体1201とメタルバック1202からなる積層体が、フェイスプレート1002上に配置される。
【0028】
また、本発明においては、アノード電極に相当する部材を「第1導電膜」と呼ぶことができる。そのため、上記した例においては、メタルバック1203が「第1導電膜」となる。
【0029】
第1導電膜1202と対向するリアプレート1001(電子放出素子1101や、配線1103、1102)との間で放電が起こると、両者の間に形成された静電容量により蓄積された電荷に応じた大電流が流れ、画像表示装置に致命的なダメージを与えてしまう。この電流は、画像表示装置の表示面積に比例して大きくなる。そこで、第1導電膜(メタルバック1202)は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜から構成されることが好ましい。第1導電膜を構成する各々の導電膜の面積を小さくすることにより、1つの導電膜とリアプレート1001との間の静電容量を小さくすることができ、結果、放電電流を小さくすることが可能となり、画像表示装置の放電ダメージを緩和することができる。
【0030】
尚、本発明では、少なくとも、発光体1201と、アノード電極(第1導電膜)1202と、第2導電膜1204とを備えたフェイスプレート1002を、「発光体基板」と呼ぶ。
【0031】
1003はフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に配置された側壁であり、フェイスプレート1002とリアプレート1001と側壁1003とを気密に接着し、内部を真空に維持することで気密容器100が形成される。そして気密容器100内部は減圧状態(真空状態)に維持される。気密容器100内部は、好ましくは10−7Pa以上の真空度に維持される。しかしながら、用いる電子放出素子の種類などによっては、真空度を上記の値よりも下げることもできる。
【0032】
また、図10は、気密容器100内部において、リアプレート1001側からフェイスプレート1002側を見た際の模式図である。尚、この図では、理解を容易にするためメタルバック(第1導電膜)1202の領域は斜線で示している。尚、図1(b)は、図7のA部の拡大図であるとともに、図10の線b−b’を通る断面の模式図でもある。
【0033】
ここで示す例においては、図10に示すように、発光体1201は、赤色を発光する発光体領域131と、緑色を発光する発光体領域132と、青色を発光する発光体領域133とを備えている。そして、各色の発光体領域(131〜132)間には、「ブラックマトリクス」あるいは「ブラックストライプ」などと呼ばれる光吸収部材(典型的には黒色部材)1203が配置されている。尚、各発光体領域は、典型的には、複数の蛍光体粒子で構成することができる。そして、フェイスプレート1002上に、赤色発光体領域131と緑色発光体領域132と青色発光体領域133とが、予め決められた周期で繰り返し配置されている。本発明においては、発光体1201は、実質的に、外周が四角形状に構成されることが好ましい。
【0034】
光吸収部材(典型的には黒色部材)1203は必ずしも必要ではないが、表示画像をより高品位なものにするために設けることが好ましい。尚、図10に示す例においては、光吸収部材1203は、格子状に形成してあり、所謂「ブラックマトリクス」の構造を採用している。換言すると図10に示す例は、フェイスプレート1002上に、上記した発光体領域(131〜133)が配置される領域に対応する開口部が格子状に多数形成された光吸収部材1203と、各開口部に上記した発光体領域(131〜133)が配置されている構造である。尚、上記した「ブラックストライプ」の形態を採用した場合は、光吸収部材1203が、X方向またはY方向のどちらか一方に伸びた形状に形成される。つまり、発光体領域(131〜133)は、X方向(あるいはY方向)には光吸収部材1203によって分離されてはいるが、Y方向(あるいはX方向)には光吸収部材1203によって分離されていない形態となる。光吸収部材1203としては、例えば、カーボンブラックや黒色顔料を含有した低融点ガラスなどを用いることができる。また、発光体1201は、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法にて形成することができる。
【0035】
本発明においては、光吸収部材1203を導電性材料で構成することもできる。そのような場合においては、メタルバック1202の電位と実質的に同等の電位に光吸収部材1203の電位が維持される。そのため、メタルバック1202及び光吸収部材1203が、アノード電極として機能する。このような場合は、アノード電極に相当する第1導電膜が、メタルバック1202と光吸収部材1203とから構成される事となる。勿論、光吸収部材1203を絶縁体で構成すれば、アノード電極として機能する部材はメタルバック1202になるので、メタルバック1202が第1導電膜となる。
【0036】
メタルバック1202は1μm未満の非常に薄い膜(典型的には50nm〜400nm)であるため、光吸収部材1203を導電性材料で構成すれば、メタルバックの電位をメタルバック全面に渡って均一性高く維持することができるので好ましい。また、メタルバック1202は、作成方法の関係上、その周辺部の形状が規定しにくい場合がある。そのため、フォトリソグラフィー法などを用いて形成することのできる光吸収部材1203を導電性材料で構成することで、アノード電極の端部形状を高精度に制御/規定することができる。その結果、気密容器100の画像表示領域内の電場の制御性や、画像表示装置の製造における再現性を高めることができる。光吸収部材1203を導電性材料で構成する場合は、その材料としては、銀などの金属粒子と低融点ガラスとを含む導電性ペーストや、カーボンブラックなどを用いることができる。更に光吸収層としての機能を向上させるために、黒色顔料を含有させる場合もある。
【0037】
光吸収部材1203は図10で示す例においては、その面積がメタルバック1202の面積よりも大きい場合を示したが、必ずしも光吸収部材1203の面積がメタルバック1202の面積よりも大きい必要はない。しかし、光吸収部材1203は、メタルバック1203よりも膜厚を厚く形成するため、上記したように、光吸収部材1203を導電性材料で形成した場合には、電源1006からメタルバック1202へ電位を供給するための高圧端子1005との安定な接続体として機能させることもできる。そのため、光吸収部材1203の面積をメタルバック1202の面積よりも大きく形成すれば(光吸収部材1203の外周よりも内側にメタルバック1202の外周が配置されるようにすれば)、光吸収部材1203のメタルバック1202で覆われていない部分の一部を、アノード電極(第1導電膜)へ電位を供給するための高圧端子1005との接続部として用いることができる。尚、高圧端子1005との接続部は、図10においては、左下の部分の突起部である。このように、図10では、左下に突起部があるが、このような突起部の面積は、アノード電極の面積に比べてわずかである。従って、このような形態のアノード電極も、実質的に、四角形状の外周を備えるアノード電極と言う事が出来る。
【0038】
本発明の画像表示装置においては、電源1006から高圧端子1005を介して第1導電膜(アノード電極)にアノード電圧(Va)を印加する(図6参照)。アノード電圧(Va)の実用的な範囲としては、リアプレート1001上の電子放出素子1101に印加される電位を基準として、典型的には、5kV以上30kV以下、好ましくは10kV以上25kV以下の範囲から適宜選択される。
【0039】
そして、本発明においては、第1導電膜の外側の領域での放電を抑制するために、第1導電膜の外周を囲むように、第2導電膜1204が配置される(図10参照)。更に、本発明においては、第2導電膜1204は、第1導電膜(アノード電極)とは直接接続しないように設計される。即ち、第1導電膜と第2導電膜1204とが間隔を置いて配置される。上記間隔に相当する領域1209は、少なくとも第2導電膜1204および第1導電膜(アノード電極)によって覆われず(導電膜によって覆われず)、好ましくは、一般に絶縁性が高い部材であるフェイスプレート1002の表面が露出する。第1導電膜と第2導電膜との間隔は、好ましくは0.5mm以上10mm以下、さらに好ましくは1mm以上5mm以下に設定される。
【0040】
第2導電膜1204の電位は、アノード電極の電位(アノード電圧)よりもリアプレート1001の表面電位に近いように設定される。即ち、アノード電圧よりも、第2導電膜1204の電圧は低く設定される。そして、好ましくは、画像表示装置を駆動する際に、電子放出素子1101に印加される電位と第2導電膜1204に印加される電位との差が1kV以下に設定される。そして、典型的には、電子放出素子を駆動する際に印加する電圧の範囲(典型的には−50V以上+50V以下)に入っていればよい。更には、簡便さから、GND電位に規定するのがより好ましい。この様に設定することで、第2導電膜1204の外側の電界強度は、第1導電膜が正射影される領域(画像表示領域)よりも著しく電界強度を弱めることができる。したがって、第1導電膜(アノード電極)をフェイスプレート1002側からリアプレート1001側に向けて正射影した際に含まれる領域の外側にある放電要因(異物・突起など)による放電を防ぐことができる。
【0041】
本発明においては、図10に示す様に、第2導電膜1204は、アノード電極の四角形状の外周を構成する4辺の夫々に沿うように配置された閉環状(閉ループ状)の導電膜で構成されることが最も好ましい。そのため、閉環状の第2導電膜1204は、アノード電極の外周からの距離が実質的に一定になるように、アノード電極の外周と実質的に相似な4角形状の内周を備えることが好ましい。そして、第2導電膜1204の外周も、第2導電膜1204の内周形状と相似な四角形状を備えることが好ましい。そして、第2導電膜の四角形状の内周と、第1導電膜(アノード電極)の四角形状の外周とが適切な距離を隔てて配置される。従って、この場合においては、第1導電膜の外周と、第2導電膜の外周とが、実質的に相似となる。
【0042】
尚、図10では、帯状の第2導電膜1204が、第1導電膜(メタルバック1202)の四角形状の外周を完全に取り囲む様に、四角形状の内周を備える様に形成した例を示した。しかしながら、本発明においては、例えば、図14に示す様に、環状の第2導電膜1204は、四角形状の内周の4隅において、接続していない(隙間を設けている)構成であっても良い。この様な場合は、第2導電膜が、4つの帯状の導電膜の夫々が、第1導電膜(アノード電極)の四角形状の外周を構成する各々の辺に沿って、配置されることになる。尚、上記4隅に隙間を設ける場合には、アノード電極側から、フェイスプレートの外周が見通せない構成とすることが、フェイスプレート上での電位の安定性の観点(放電抑制の観点)から好ましい。この様に、本発明においては、第2導電膜1204は、図14に示す様に環状であることが好ましく、更には、図10に示す様に閉環状(閉ループ状)であることが特に好ましい。尚、ここでは、隙間が4隅に配置される場合を示したが、隙間は4隅に限られるものではない。
【0043】
さらに、本発明における第2導電膜の別の態様としては、図12や図13に示す様に、アノード電極の四角形状の外周を構成する4辺のうち、少なくとも、対向する2辺を間に挟むように、第2導電膜1204を配置することもできる。即ち、アノード電極の対向する2辺の夫々に沿うように配置された2つの帯状の導電膜によって第2導電膜1204を構成し、その2つの帯状の導電膜の間に、アノード電極が挟まれる様に配置する。尚、この場合においても、アノード電極と2つの帯状の導電膜との間は導電性膜によって接続しない(間隙を設ける)。また、図12や図13の構成を採用した場合においては、フェイスプレート1002の表面の平面内において、第2導電膜1204に印加される電位によって形成される等電位線(第2導電膜1204を通る等電位線)によって、アノード電極の外周が取り囲まれるようにする。
【0044】
図12や図13に示す様な場合においては、フェイスプレート上での電位の安定性の観点(放電抑制の観点)から、上記したアノード電極の外周を構成する4辺のうち、帯状の導電膜に挟まれる、対向する2辺のそれぞれの長さL1(W1)よりも、2つの帯状の導電膜の各々の長さL2(W2)が長く設定されることが好ましい。そして、2つの帯状の導電膜の各々の長さL2(W2)は、フェイスプレート1002の四角形状の外周を構成する対向2辺のうちの、帯状の導電膜近傍に位置する2辺の各々の長さL3(W3)よりも短く設定されることが好ましい。
【0045】
尚、本発明においては、上述したように、複数の導電膜から第2導電膜1204を構成した場合においては、複数の導電膜の各々に印加する電位は実効的に等しく設定する。
【0046】
図10、図12〜図14を用いて説明した様に、本発明においては、第2導電膜1204によって、少なくとも、アノード電極が挟まれる。尚、第2導電膜1204の長さは、アノード電極の外周の1辺の長さ、アノード電極と第2導電膜1204との距離、アノード電極に印加される電位と第2導電膜1204に印加される電位などに応じて適宜設定される。しかしながら、本発明においては、図10、図12〜図14のいずれの構成を採用した場合においても、フェイスプレート1002の表面の平面内において、第2導電膜1204に印加される電位によって形成される等電位線(第2導電膜1204を通る等電位線)によって、アノード電極の外周が取り囲まれる。
【0047】
第2導電膜1204は導電性材料で形成されていれば良いが、例えば、銀などの金属粒子および低融点ガラスからなる導電性ペーストや、カーボンブラックなどを用いることができる。光吸収部材1203を導電性材料で形成する場合においては、光吸収部材1203と同じ材料で、光吸収部材1203と同時に形成することが可能である。なお第2導電膜1204は、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法にて形成することができる。
【0048】
尚、前述したように、光吸収部材1201を導電性の材料で形成した場合には、第1導電膜(アノード電極)が、メタルバック1202と光吸収部材1201とで構成されることになる。そのため、導電性の光吸収部材1201の面積がメタルバック1202の面積よりも大きい場合(メタルバック1202の外周が光吸収部材1201の外周の内側に位置する場合)には、図10に示す様に、第2導電膜1204が、光吸収部材1201の外周を囲む様に形成される。また、光吸収部材1201を十分な絶縁性を備えた材料で形成する場合においては、光吸収部材1201を第2導電膜1204の下にまで延在させる形態であっても良い。即ちこの形態においては、光吸収部材1201上において、第1導電膜(メタルバック1202)と第2導電膜1204とが、間隔を置いて配置されることになる。
【0049】
しかしながら、一般に、フェースプレートを構成するガラス基板の絶縁性は高い。そのため、光吸収部材1201によって第1導電膜(メタルバック)と第2導電膜1204との間の絶縁性を確保するよりも、図10、図12〜図14に示す様に、第2導電膜1204を、光吸収部材1201の外周を囲む様に、且つ、光吸収部材1201の外周と間隔を空けて形成する方が、第1導電膜の外部での放電を抑制する観点からは好ましい。
【0050】
また、上記したメタルバック1202や光吸収部材1201以外にフェースプレート1002上に、アノード電極に相当する導電性部材(アノード電圧が印加される導電性部材)を設けた場合には、本発明においては、そのアノード電極に相当する導電性部材も含めて、「第1導電膜」と呼ぶことができる。
【0051】
例えば、上記した発光体基板の構成に加えて、発光体1201及び光吸収部材1201からなる層と、フェースプレート(ガラス基板)1002との間に、よりアノード電位を安定にするため等の目的で、ITOや酸化スズなどの透明導電膜を設ける構成も挙げられる。この様な透明導電膜は、スパッタ法や真空蒸着法などの気相プロセスや、微粒子分散溶液のスプレー塗布、スピン塗布、ディッピング、スリットコート、ゾルゲル法などの液相プロセスを用いて形成することができる。上記透明導電膜を上記メタルバック1202の代わりにアノード電極として形成した場合には、メタルバックのような光反射層の機能を透明導電膜に持たせることはできなくなるが、構成が単純になり製造コストを少なくすることができる。
【0052】
この様に、本発明におけるアノード電極(「第1導電膜」)は、メタルバック1202や光吸収部材1201のみに限定されるものではない。
【0053】
そして、本発明においては、第2導電膜1204の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部が、誘電体膜1205で覆われる。
【0054】
第2導電膜1204の端部を覆う誘電体膜1205について、図7のA部を拡大した図1(b)、図1(c)を用いて以下に詳細に説明する。尚、図1(a)は、図1(b)に示した構造から、誘電体膜1205を省いた場合を示している。さらに図1(b)の破線で囲んだ領域の拡大図が図1(c)であり、誘電体膜1205の効果を示すために、電子の軌跡を矢印で図示してある。
【0055】
尚、図1(b)、図1(c)では、説明を簡略にするために、第1導電膜(アノード電極)を符号1203で表している。つまり、光吸収部材1203を導電性の膜で構成し、図10に示す様な、光吸収部材1203の外周の内側にメタルバック1202の外周が配置される形態の場合を示している。勿論、前述したように、本発明においては、第1導電膜(アノード電極)は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図1(a)、図1(b)では第1導電膜については、第1導電膜(アノード電極)の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0056】
本発明における誘電体膜1205の機能としては、真空中における、第1導電膜(アノード電極)と第2導電膜1204との間の放電(特には沿面放電)の発生を抑制することが挙げられる。
【0057】
誘電体膜1205がない場合(図1(a)参照)における、真空中における沿面放電は、(1)第1導電膜(アノード電極)1203よりも電位の低い第2導電膜1204からの電子放出、(2)放出された電子が誘電体1002を照射することによる誘電体1002表面の正帯電、(3)誘電体の電位上昇による、第2導電膜1204からの更なる電子放出、の繰り返しにより発生すると考えられる。
【0058】
すなわち、第2導電膜1204からの電界放出電子が、誘電体1002表面(沿面部)を多重散乱しながら第1導電膜1203に向かう現象(二次電子雪崩;Secondary Electron Emission Avalanche)によって、誘電体1002表面が正に帯電し、第2導電膜1204近傍の電界強度がさらに強くなる、という正帰還を繰り返し放電に至ると考えている。ここで、第2導電膜1204からの電界電子放出量は、第2導電膜1204表面の電界強度により決まると推測される。
【0059】
図1(a)中の破線は、アノード電極1203に印加する電位よりも低い電位を第2導電膜1204に印加した際に形成される等電位線を模式的に示している。誘電体(1002)上に電極(1203、1204)が配置されたような構造だと、電極の端部近傍で等電位線の間隔が狭くなる(電界強度が強くなる)。その結果、図1(a)の1点鎖線の円で囲まれた領域である、電界集中部1401が形成されてしまう。このような形状により、平均電界強度(第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204の電位差を第1導電膜と第2導電膜との距離で除した数値)に対して、電界集中部1401がどの程度の電界強度になるかという、所謂電界増倍係数βが100〜1000以上にいたる場合もある。
【0060】
また上述のような電界増倍係数βを大きくする要因として、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部の平面形状が挙げられる。図16(a)、図16(b)、図16(c)に、第2導電膜1204の端部形状に凹凸が存在するときの様子を示す。尚、図16(c)は図16(b)の点線で囲まれた領域の拡大模式図である。第2導電膜1204は、当該個所で放電したときに断線することを防ぐなどの理由から、好ましくは、厚膜プロセスが用いられる。厚膜プロセスの中でも、スクリーン印刷法がペーストの仕様効率や作業の容易性から好適に用いられる。しかしながらスクリーン印刷法などの方法では、図16(b)に示すように、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部が凹凸形状になる場合がある。このような場合において、第1導電膜1203の電位よりも低い電位を第2導電膜1204に印加した際の電位分布を図16(c)に示す。図16(c)中、点線は等電位線を模式的に示しており、第2導電膜1204の端部に、第1導電膜に向かった凸部が存在すると、その凸部先端近傍で等電位線の間隔が狭くなる(電界強度が強くなる)。これに対し、図17(a)、図17(b)、図17(c)に示すように、第2導電膜1204を積層した複数の導電性膜(1207、1208)で形成することにより、電界集中を防ぐ構造を用いることができる。このような構成によれば、第2導電膜1204の第1導電幕1203側の端部を階段状に形成される。さらに、例えば、図17(a)における導電性膜1207の、第1導電膜1203側の端部に凹凸がでないようなプロセスで作製することにより、図17(c)に示すような等電位線を形成することができる。その結果、図16(c)に示したような電界集中を防ぐことができる。導電性膜1207の作製プロセスとしては、薄膜プロセスが挙げられる。マスク成膜法やフォトリソグラフィー法などが好適に使用できる。このような平面状の凹凸による電界集中の度合いは、ほぼ凸形状先端の曲率半径rと凸形状の長さhの比(h/r)によりあらわされる。そのため、第2導電膜1204の第1導電膜1203側の端部は、いずれの場所においても、好ましくはh/rが100以下、更に好ましくはh/rが10以下であることが好ましい。この範囲にあると、電界集中を緩和することができる。
【0061】
本発明においては、第2導電膜1204の、第1導電膜(メタルバック1202)に対向する端部を誘電体膜1205で覆うことにより、以下の2つの理由で、上記した放電(特には沿面放電)の発生を抑制するものである。
【0062】
(1)誘電体膜1205がない場合(図1(a)参照)に形成される電界集中部1401を覆い、当該個所の電界強度を緩和することができるとともに、電界集中部1401からの電子放出を防ぐことができる。
【0063】
(2)誘電体膜1205を設けることで新たに形成された三重点(第2導電膜1204と誘電体膜1205と真空とが交わる点)1402から何らかの理由で電子が放出しても、放出した電子が誘電体膜1205に衝突するまでの電子の飛程が短い(図1(c)参照)ことから誘電体膜1205表面は負帯電するので、前述した「(1)電界電子放出の発生→(2)誘電体が正帯電することで電界強度が増加する→(3)更なる電界電子放出の発生」という正帰還の働きを抑制することができる。
【0064】
上記した放電の抑制効果を発現させるため、誘電体膜1205の材料としては、体積抵抗率が大きい誘電体材料であり、そのものの絶縁耐圧が高い材料が好適に使用できる。
【0065】
誘電体膜1205の体積抵抗率としては、実用的には、108Ωm以上のものが好適に使用でき、更に好ましくは1012Ωmのものを用いることができる。誘電体膜1205の体積抵抗率が、108Ωm以上であることにより、実質上電界集中部1401部分の電界電子放出を防ぐことができる。
【0066】
また、電界集中部1401は、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の先端のみでなく、その近傍にも生じる。そのため、図1(b)に示す様に、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の先端から距離Lまで、誘電体膜1205で第2導電膜1204の表面を覆うことが重要である。
【0067】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、電界強度が大きくなる領域は、対向する基板(電子放出素子が配置されるリアプレート1001)との距離に大きく左右されることを見出した。その結果、積層幅L(μm)とし(図1(b)参照)、フェイスプレート1002リアプレート1001との距離をH(μm)としたときに、
L≧0.025×H+15
を満たすことにより、第2導電膜の、第1導電膜(アノード電極)に対向する端部の電界強度の強い部分を、実効的に誘電体膜1205で覆うことができる。その結果、電界電子放出を防ぎ、放電を著しく抑制できる。
【0068】
また、誘電体膜1205の厚さd(図1(c)参照)は、電子が衝突しうる厚さが必要なため、成膜の再現性などの観点から、実用的には、1μm以上の膜厚であることが好ましい。
【0069】
上記ペーストを塗布する方法としては、スクリーン印刷法やディスペンサーで塗布する方法などを採用することができる。また、上記ペーストとしては、特に低融点ガラスを含有したペーストが好ましい。低融点ガラスを含有することで、誘電体膜1205作成時の焼成温度を下げることができ、容易に誘電体膜1205を形成することができる。また、誘電体膜1205のほかの形成方法として、ガラスなどの成型済みの誘電体を第2導電膜上に固定或いは接着するような方法でもよい。また、誘電体膜1205として、エポキシやポリイミドなどの樹脂を用いても良い。特にポリイミドは、耐圧に優れるので好ましい。また、誘電体膜1205の作成において、フォトリソグラフィー法を用いれば、放電を抑制するための誘電体膜1205の形状を、高精度に形成することができるので好ましい。
【0070】
また、図10に示したように、第2導電膜1204の第1導電膜側の端部は、全て、誘電体膜1205で覆われていることが、第2導電膜1204と第1導電膜との間の耐圧を向上するために好ましい。しかしながら、本発明は、第2導電膜1204の、第1導電膜側の端部の一部が、誘電体膜1205で覆われていない形態を排除するものではない。誘電体膜1205が存在しない場合(図1(a)に示した形態)に比べ、第2導電膜1204と第1導電膜との間の耐圧が実効的に向上する程度に、誘電体膜1205によって第2導電膜1204の第1導電膜(アノード電極)側の端部を覆えばよい。
【0071】
また、図8のように、第1導電膜(アノード電極)1203の、第2導電膜1204側の端部を、誘電体膜1205で覆ったり(図8(a)参照)、第1導電膜(アノード電極)1203の端部から第2導電膜1204の端部までの全域を誘電体膜1205で覆ってもよい(図8(b)参照)。しかしながら、誘電体膜は形成方法にもよるが、種々の材料が含まれる可能性が高いため、第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204との間(図10で示した間隙1209)を誘電体膜で埋めてしまうよりも、一般に絶縁性が高い部材であるガラス基板1002の表面を露出させることが好ましい。
【0072】
第1導電膜(アノード電極)の第2導電膜1204側の端部は、第2導電膜から電界放出された電子が、集中的に照射する可能性の高い個所であるために局所的に温度が上昇し易い。そのため、第1導電膜の第2導電膜側の端部を誘電体膜1205で覆うことにより、電子照射個所を拡散することができ、温度上昇を防ぐことができるため、耐圧が向上する。
【0073】
また、図9に示すように、第2導電膜1204を誘電体膜1205で完全に覆うような構造でもよい。誘電体膜1205で第2導電膜の表面(少なくとも、第2導電膜の第1導電膜側の端部、及び、その反対側の端部)を覆えば、前述した新たな三重点1402も誘電体膜1205で覆うことができるので一層の放電の抑制効果が期待できる。またこの場合においても、前述のLの値を満たすことが好ましい。
【0074】
また、図15(a)に示すように、第2導電膜1204のうち誘電体膜1205を配置する部分の膜厚が局所的に厚かったり、切り立った形状になっていると、誘電体膜1205を形成する際に、被覆性が悪くなる恐れがある。そのため、第2導電膜1204のうち第1導電膜(アノード電極)側の端部の膜厚は、第2導電膜1204の平均膜厚よりも薄くすることが好ましい。上記のような第2導電膜の構造を実現するために、図15(b)に示す様に、第2導電膜1204を複数の導電性膜(1207、1208)を積層することにより形成し、第2導電膜1204のうち第1導電膜側の端部を、薄い導電性膜(1207)にて形成することにより、被覆性良く誘電体膜1205を第2導電膜1204の端部に形成することができる。この様な構成は、例えば、1層目の導電性膜(1207)の外周の内側(アノード電極1203からより遠い部分)に2層目の導電性膜(1208)を積層することで、第2導電膜1204の第1導電膜(アノード電極)1203側の端部を階段状(アノード電極から離れるに従って膜厚が厚くなる構成)に形成することができる。この様な構成は、例えば、1層目1207は例えばスパッタ法などの真空成膜技術を採用して薄膜状に形成し、2層目1208を印刷法やディスペンサーを用いる方法などを採用して厚膜状に形成することで実現することができる。尚、ここでは、第2導電膜1204を2層で形成する場合を説明したが、第2導電膜1204は2層以上の導電性膜から形成することもできる。
【0075】
つぎに、第1導電膜1203をアノード電圧を発生する高圧電源1006に接続する方法を図5(a)、図5(b)を用いて説明する。尚、ここでは、説明を簡略にするために、第1導電膜を符号1203で表している。前述したように、第1導電膜は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図5(a)、図5(b)では、第1導電膜(アノード電極)1203については、第1導電膜の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0076】
第1導電膜1203から高圧電源1006まで導く配線1403は、気密容器100内において、第2導電膜1204と交差しないように配置することが好ましい。真空容器100の内部は、その寸法が限られており、高圧電源1006と第1導電膜(アノード電極)とを接続する配線1403を、第2導電膜1204と交差するような構造にすると、配線1403と第2導電膜1204との間の放電が懸念されるためである。第1導電膜1203から高圧電源1006まで導く配線1403を第2導電膜1204と交差しないように配置する具体的な方法としては、第1導電膜1203に接続した配線を、フェイスプレート1002に設けた穴から気密容器100の外部まで引き出す場合(図5(a)参照)、或いは、リアプレート1001に設けた穴から気密容器100の外部まで引き出す場合(図5(b)参照)などを採用することができる。尚、配線1403を通したあと、フェイスプレート1002もしくはリアプレート1001に開けられた穴は、低融点ガラスフリットなどでふさぐ必要がある。
【0077】
また、本発明の画像表示装置においては、図6に示した構造に加え、スペーサと呼ばれる大気圧支持部材を設けることができる。以下においては、上記した画像表示装置に、さらに、平板状のスペーサを配置した画像表示装置について、図2(a)、図2(b)を用いて具体的に説明する。
【0078】
図2(a)は、スペーサを備えた画像表示装置における、発光体基板(フェイスプレート)の構造ならびにスペーサ1004の端部の構造に注目して、リアプレート1001側から発光体基板側を見た際の一部平面模式図である。また、図2(b)は、図2(a)のb−b’線における断面模式図である。また、図2(c)は、図2(a)のc−c’線における断面模式図であるが、リアプレート1001は省略している。尚、ここでは、説明を簡略にするために、第1導電膜(アノード電極)を符号1203で表している。前述したように、第1導電膜は、メタルバック1202で構成される場合や、メタルバック1202と光吸収部材1201とから構成される場合、あるいは、更に他の部材を備える場合などがある。いずれにしても、図2(a)、図2(b)では第1導電膜については、第1導電膜の第2導電膜1204側の端部のみを模式的に表している。
【0079】
図2(a)、図2(b)において、1004がスペーサであり、主な目的としては、リアプレート1001とフェイスプレート1002の間を真空に保った際に、リアプレート1001とフェイスプレート1002とが対向する方向に印加される大気圧を支持するために設けられる。スペーサ1004としては、平板状のガラスもしくはセラミックスで形成されたものが好適に用いられる。その長手方向における両端部(図2(a)、図2(b)では一方の端部のみ示している)は、第2導電膜1204の第1導電膜1203に対向する端部よりも外側(アノード電極から離れる側)に配置されるのが好ましい。
【0080】
スペーサ1004の端部には、スペーサをフェースプレート及び又はリアプレートに固定するための接着剤や固定部材(1301)等が配置される場合がある。このような接着剤や固定部材は、放電要因となる場合がある。また、スペーサ端部には鋭角な角部などが存在するため、一般に放電しやすい形状である。そのため、これらの構造(スペーサの端部、固定部材)を電界強度が弱い領域である、第2導電膜の正射影される領域の外側の領域に配置することにより、上記の構造物(スペーサの端部、固定部材)からの放電を抑制することができる。
【0081】
つぎに、図2中のアノード電極1203および第2導電膜1204については、図10などを用いて既に説明した構成と同様の構成とする。また、誘電体膜1205はスペーサ1004の配置されるところには開口を設けることが好ましい(即ちスペーサとフェースプレート1002との間の領域には、誘電体膜1205は配置しないことが好ましい)。その開口の幅W(μm)は、実用的な範囲として、スペーサ1004の幅W’+1μm以上50μm以下に設定されることが好ましい。尚、スペーサの幅W’(μm)は、実用的な範囲として、50μm以上300μm以下に設定される。
【0082】
スペーサ1004の第2導電膜と対向する表面の電位と、第2導電膜のスペーサと対向する表面の電位との差が大きいと、スペーサ1004と第2導電膜1204との間での電界集中が起こり,放電が生じる場合がある。そのため、スペーサ1004の第2導電膜1024と対向する表面の電位と、第2導電膜1204のスペーサ1004と対向する表面の電位とを略同電位とすることが好ましい。したがって、スペーサ1004が第2導電膜1204に接触することにより、スペーサ1004に第2導電膜1204の電位を給電でき、電界集中およびそれに伴う放電を防ぐことができる。
【0083】
しかしながら、誘電体膜1205で第2導電膜1204の表面をすべて覆ってしまうとスペーサ1004が第2導電膜1204に電気的に接触できないため、給電するのが困難になる。そこで、スペーサ1004と第2導電膜1204との間の領域には誘電体膜1205を配置しない構成とすることにより、スペーサ1004と第2導電膜1204とを接触させることができる。その結果、スペーサ1004の第2導電膜1204と対向する表面の電位と、第2導電膜1204のスペーサ1004と対向する表面の電位とを略同電位とすることができる(図2(a)、図2(b)参照)。また、誘電体膜1204がない部分にスペーサ1004が配置されるため(図2(a)参照)、スペーサ1004が、前述した誘電体膜1205の機能と同様に機能(第2導電膜からの電子放出を抑制する機能)を果たすことができ、誘電体膜1205がない部分における耐圧が損なわれることを抑制することができる。尚、ここでは、スペーサ1004と第2導電膜1204とを直接接続する構成を示したが、スペーサ1004と第2導電膜1204とを直接接触させずに、スペーサ1004の第2導電膜1204と対向する表面に、第2導電膜1204の電位と実質的に同じ電位を印加する構成を採用しても良い。
【0084】
また、本発明においては、さらに、スペーサ1004の有無にかかわらず、本発明の特徴である誘電体膜1205に加えて、電子を捕獲するための構造である電子捕獲構造体1206を設けると、第1導電膜と第2導電膜との間の絶縁耐圧(沿面耐圧)を一層向上することができる。
【0085】
本発明の電子捕獲構造について図3および図4を用いて説明する。電子捕獲構造の機能としては、第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間の基板表面の二次電子雪崩を防ぐことである。二次電子雪崩を防ぐためには、基板表面の二次電子放出係数を実質的に1以下にすることが効果的である。具体的には、電子の飛程を短くすることで電子の得るエネルギーを小さくすることができれば、二次電子放出係数を1より小さくできるので、雪崩的に電子が増えていくことを防ぐことができる。この様な電子の飛程を短くする構造として、誘電体からなる構造物を採用することができる。具体的には、第1導電膜(アノード電極)1203と第2導電膜1204との間における平均的な電界勾配の方向に対して垂直に近い表面を備える誘電体を採用することができる。このような構造物が存在すると、電子が十分加速される前に誘電体に再突入させることができる。その結果、雪崩的に電子が増えていくことを防ぐことができる。このような機能を備える構造(電子捕獲構造)を第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間のフェイスプレート表面に設けることにより、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間の沿面耐圧の向上を図ることができる。そのため、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間に、凸状の誘電体からなる構造物(電子捕獲構造体)1206を設けることが好ましい(図3(a)参照)。
【0086】
電子捕獲構造体1206は凸状の構造物であり、その側壁部分が、第1導電膜1203と第2導電膜1204とを結ぶ面(フェイスプレート1002平面)に対して、垂直に近い面を備えている。このような側壁を備えることで、側壁に電子が照射されることで発生した二次電子は、すぐに再度、側壁に再突入する割合が増える。そのため電子の飛程を小さくすることができるため、実質上、二次電子放出係数を1以下とすることができ、第1導電膜1203と第2導電膜1204(誘電体膜1205)との間における二次電子雪崩を抑えることができる。
【0087】
また、図3(b)のように、基板と平行な面で電子捕獲構造体1206を切断してみたときに、フェイスプレート1002に近い位置の断面積の方が、フェイスプレート1002から離れた位置の断面積よりも小さくすることで、電子捕獲構造体1206の側壁で発生した二次電子は、電子捕獲構造体1206を乗り越えにくくなる。即ち、電子捕獲部材1206近傍で発生した二次電子は、電子捕獲構造1206のくぼみから脱出しにくく、好適に電子捕獲することができる。その結果、図3(a)の構造に比べ、電子捕獲構造体1206による電子捕獲効果(二次電子の発生の抑制効果)を大きくでき、更に沿面耐圧を向上できる。
【0088】
以上述べたことからもわかる様に、本発明における電子捕獲構造体1206に必要な構成としては、電子が乗り越えにくくなるようにある一定以上の高さが必要である。その高さとしては、実用的な範囲として、1μm以上100μm以下であることが好ましい。
【0089】
また、電子捕獲構造体1206の第2導電膜1204側の壁面(側壁)がフェイスプレート1002平面となす角度が、図3(a)、図3(b)に示す様に、垂直から鋭角(電子捕獲構造体1206がオーバーハングした形状)になるような構造であることが好ましい。
【0090】
上記した構造を得る方法としては、低融点ガラスを含むペーストを、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法で作製することが挙げられる。
【0091】
特にフォトリソグラフィー法で作製した場合には、上記のようなオーバーハングした形状を高精度に形成することができる。また、他の作成方法として、ガラスなどの誘電体材料を用いてあらかじめ電子捕獲構造体1206を作製しておき、接着剤などでフェースプレート1002上に固定する方法をとることもできる。
【0092】
また、電子捕獲構造体1206を配置する位置については、アノード電極1203と第2導電膜1204との間のフェースプレート1002表面上であればどこにあっても所定の効果は得られるが、第2導電膜1204から電界放出電子が発生することを考えると、第2導電膜1204により近い個所に配置されるのが好ましい。また、第2導電膜1204が第1導電膜1203を囲むように形成されている場合には、電子捕獲構造体1206も第1導電膜1203を囲むように形成しているのがこのましい。即ち、第2導電膜1204の第1導電膜側の端部に沿って、電子捕獲構造体1206を配置することが好ましい。
【0093】
また、前述したように、画像表示装置内にスペーサ1004を設ける場合においては、図4に示す様に、上記電子捕獲構造体1206は、スペーサ1004とフェースプレート1002との間に配置することが好ましい。この様な構造とすれば、図2(a)及び図2(b)を用いて示した様に、誘電体膜1205を、スペーサとフェースプレート1002との間に配置しない場合においてスペーサ1004近傍で二次電子雪崩が起こるのを抑制し、第1導電膜1203と第2導電膜1204との間の沿面耐圧を向上することができる。
【0094】
しかしながら、第1導電膜1203や第2導電膜1204の厚みよりも電子捕獲構造体1206が厚い(高い)と、スペーサ1004が第1導電膜1203や第2導電膜1204に接触しにくくなるため、電子捕獲構造1206は第1導電膜1203及び第2導電膜1204と実質的に同じ高さか、それ以下であることが好ましい。
【0095】
また、図6を用いて説明した本発明の気密容器(画像表示装置)100を用いて、情報表示再生装置を構成することができる。
【0096】
具体的には、テレビジョン放送などの放送信号を受信する受信装置と、受信した信号を選曲するチューナーと、選曲した信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを、気密容器(画像表示装置)100に出力して表示および/あるいは再生させる。この構成によりテレビジョンなどの情報表示再生装置を構成することができる。勿論、放送信号がエンコードされている場合には、本発明の情報表示再生装置はデコーダーも含むことができる。また、音声信号については、別途設けたスピーカーなどの音声再生手段に出力して、気密容器(画像表示装置)100に表示される映像情報や文字情報と同期させて再生する。
【0097】
また、映像情報または文字情報を気密容器(画像表示装置)100に出力して表示および/あるいは再生させる方法としては、例えば以下のように行うことができる。まず、受信した映像情報や文字情報から、気密容器(画像表示装置)100の各画素に対応した画像信号を生成する。そして生成した画像信号を、気密容器(画像表示装置)100の駆動回路に入力する。そして、駆動回路に入力された画像信号に基づいて、駆動回路から気密容器(画像表示装置)100内の各電子放出素子に印加する電圧を制御して、画像を表示する。
【0098】
ここで述べた画像表示装置の構成は、本発明を適用可能な画像表示装置の一例であり、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。また、本発明の画像表示装置は、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置等としても用いることができる。
【0099】
本発明の画像表示装置は、テレビジョン放送の表示装置、テレビ会議システムやコンピュータ等の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光プリンタとしての画像形成装置等としても用いることができる。
【実施例】
【0100】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。
【0101】
[実施例1]
本実施例は、図1および図10に示される、発光体基板の例である。図10は、本実施例のフェイスプレート(発光体基板)を発光体などが形成されている面をみた平面模式図である。
【0102】
まず、フェイスプレート1002の透明基板として、ソーダライムガラスを用いた。厚さ2.8mmのソーダライムガラスを洗浄し、フォトリソグラフィー法により格子状に導電性のブラックマトリクス1203を形成した。従って、開口(発光体領域)が格子状に配列される。このため、本実施例においては、ブラックマトリクス1203がアノード電極の一部を担う。
【0103】
ブラックマトリクス1203の材料としては感光性カーボンブラックを使用し、フォトリソグラフィー法で厚さ5マイクロメートルにて作製した。繰り返しパターンのピッチは横方向(X方向)が200マイクロメートル、縦方向(Y方向)が600マイクロメートルとした。ブラックマトリクスの線幅は縦方向(Y方向)が50マイクロメートルとし、縦方向を300マイクロメートルとした。また、ブラックマトリクス1203と同時に、第2導電膜1204も形成した。ブラックマトリクス1203の外周はブラックマトリクスの開口が存在する個所から2mm外側までとし、第2導電膜1204はブラックマトリクス1203の外周から2mmの間隔を置いて、幅2mmで、かつブラックマトリクス1203をとり囲うように形成した。
【0104】
次に、ブラックマトリクスの開口部分(発光体領域131、132、133)に、図10のような配列で各色の蛍光体層を充填した。スクリーン印刷法により、R・G・Bの三色の蛍光体を3回に分けてブラックマトリクスの開口部に厚さ10マイクロメートルになるように作製した。
【0105】
また蛍光体はCRTの分野で用いられているP22の蛍光体を用いた。蛍光体としては、赤色(P22−RE3;Y2O2S:Eu3+)、青色(P22−B2;ZnS:Ag,Al)、緑色(P22−GN4;ZnS:Cu,Al)のものを用いた。
【0106】
次に、誘電体膜1205を形成した。誘電体膜1205としては、酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストを用い、スクリーン印刷法にて厚さ10マイクロメートルになるように形成した。
【0107】
誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって500マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に500マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404の端部を全て覆うように形成した。
【0108】
上記配置になるように誘電体ペーストを塗布後、大気中で450℃にて焼成した。なお、使用した誘電体ペーストの焼成後の体積抵抗率を、テストピースを作製することにより測定した結果、1012Ωm程度であった。
【0109】
次に、ブラウン管の製造技術として公知であるフィルミング工程により、樹脂膜をブラックマトリクス及び蛍光体上に作製した。そして、その後に、アルミニウムの蒸着膜を樹脂膜上に堆積させた。そして、最後に樹脂層を熱分解除去させる事により、厚さ100nmのメタルバック1202をブラックマトリクス1203及び蛍光体上に作製した。尚、メタルバック1202の外周は、ブラックマトリクス1203の外周よりも内側に配置されるように形成した。このようにして、本実施例においては、ブラックマトリクス1203とメタルバック1202とがアノード電極を構成する。
【0110】
次に、上記のように作製したフェイスプレート1002(発光体基板)の、アノード電極(1202、1203)と第2導電膜1204との間の耐圧を評価した。評価方法としては、図11に示す様に、先ず、上記のようにして形成したフェイスプレート1002と、電界研磨した金属板で構成される対向基板とを間隔を空けて対向させ、真空チャンバ中にて5×10−4[Pa]以下に排気した。そして、アノード電極1203に高圧電源、第2導電膜1204および対向基板にGND電位を給電して、放電現象を観察した。観察方法は、放電による電流計測および発光の観測で行った。
【0111】
本実施例のフェイスプレートの耐圧を評価したところ、アノード電圧が20kVでは一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ31kVにて放電した。
【0112】
上記のように、本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0113】
[実施例2]
本実施例では、図3(a)に示される、電子捕獲構造1206を用いた例を示す。電子捕獲構造1206以外は実施例1と同様の方法で作製した。
【0114】
電子捕獲構造1206は、実施例1中の誘電体膜1205を形成するのと同時に形成し、材料は酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストをもちい、幅100マイクロメートル・厚さ10マイクロメートルの誘電体で形成された凸部を形成した。
【0115】
このようにして作製したフェイスプレートを実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、アノード電圧が20kVで一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ35kVにて放電した。このように本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る、信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0116】
[実施例3]
本実施例では、図8に示される、アノード電極1203の端部にも誘電体膜1205を被覆した例を示す。アノード電極1203側に誘電体膜1205を設けた以外は実施例1と同様の方法で作製した。
【0117】
アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部に積層した誘電体膜1205は、実施例1中の誘電体膜1205を形成するのと同時に形成した。材料は酸化鉛を含有した低融点ガラスフリットを主成分とした誘電体ペーストをもちい、スクリーン印刷法で形成した。アノード電極1203側に形成した誘電体膜1205は、アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部から、第2導電膜側に500マイクロメートル延在させた。また、アノード電極1203の、第2導電膜1204側の端部から、第2導電膜から離れる方向に500マイクロメートルに渡って積層した。また、厚さは10マイクロメートルとした。
【0118】
このようにして作製したフェイスプレートを実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、アノード電圧が20kVで一定時間以上放電せず安定しており、その後徐々に電圧を上昇させたところ32kVにて放電した。このように本実施例の発光体基板によれば、高電圧を印加し得る、信頼性の高い発光体基板を得ることができた。
【0119】
[実施例4]
本実施例では、図1(b)で示した発光体基板を使用して、図6に示す気密容器100を形成し、この気密容器を用いた画像表示装置を作製した。
【0120】
フェイスプレート1002の構造は実施例1と同様にして、図10に示したものと同様に形成した。ただし本実施例において、誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス1203側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって100マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に65マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404のブラックマトリクス1203側の端部を全て覆うように形成した。
【0121】
このようにして用意したフェイスプレート1002と、表面伝導型電子放出素子1101を多数配列したリアプレート1001とを対向させ、側壁1003をフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に挟むように設けた。尚、フェイスプレート1002とリアプレート1001の間隔を2mmとした。ここで、側壁1003で囲まれた真空容器のサイズは70mm×50mmとし、間隔規定を行う部材がなくてもフェイスプレート1002とリアプレート1001の間隔はおよそ2mmであった。なお、表面伝導型電子放出素子1101を含むリアプレート1001の作成方法は省略する。
【0122】
そして、側壁1003とフェイスプレート1002とを接着材で接合し、また側壁1003とリアプレート1001とを接着材で接合することで図6に示す気密容器100を形成した。尚、側壁1003とフェイスプレート1002とリアプレート1001との接着(封着)は、真空雰囲気中で行い、接着材としてインジウムを用いた。
【0123】
以上のようにして形成した気密容器100に駆動回路を接続して画像表示装置を構成し、耐圧評価を行った。耐圧評価は、リアプレート1001の列方向配線1102及び行方向配線1103をGND電位に規定し、フェイスプレート1002上の第2導電膜1204もGND電位に規定した。このような状態でアノード電極1203を高圧電源に接続し、15kVにて駆動させたところ、一定時間以上放電しないことを確認した。
【0124】
その後、列方向配線1102および行方向配線1103を介して、表面伝導型電子放出素子の駆動信号を印加し、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0125】
尚、再び、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノードに印加するアノード電圧を徐々に上昇させていった結果、30kVにて放電が発生した。
【0126】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0127】
尚、誘電体膜1205が第2導電膜1204を覆う長さ(前述のL)だけを本実施例よりも長くして、本実施例と同様に、アノード電圧を徐々に上昇させて放電が開始する電圧を測定した。その結果、誘電体膜1205が第2導電膜1204を覆う長さに関わらず、いずれの場合においても、30kVで放電が観測された。
【0128】
[実施例5]
本実施例では、誘電体膜1205は、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203側に向かって100マイクロメートル延在させた。そして、さらに、第2導電膜1204のブラックマトリクス側端部から、ブラックマトリクス1203から離れる方向に30マイクロメートルの範囲に渡って、第2導電膜1204を覆うように誘電体膜を配置した。また、誘電体膜1205は、第2導電膜1404のブラックマトリクス側端部を全て覆うように形成した。また、誘電体膜1205の寸法以外は実施例4と同様にして画像表示装置を形成した。
【0129】
作製した画像表示装置を、実施例4と同様に、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して耐圧評価を行ったところ、15kVにて、一定時間以上放電しないことを確認した。また、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0130】
尚、再び列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0131】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0132】
[実施例6]
本実施例では、フェイスプレート1002とリアプレート1001との間に平板状のスペーサ1004を配置した気密容器100を形成し、この気密容器を用いた画像表示装置を作成した。
【0133】
フェイスプレート1002の構造は、実施例1と同様にして、図10に示したものと同様に形成した。但し、本実施例においては、スペーサ1004を用いたため、図2(a)〜図2(c)に示す様に、第2導電膜1204とスペーサ1004とが接触できるように、スペーサ1004と第2導電膜1204との間には誘電体膜1205を設けなかった。具体的には、スペーサ1004と第2導電膜1204とが接触できるように、400マイクロメートルのスリットを誘電体膜1205に設けた。なお、使用した誘電体ペーストの焼成後の体積抵抗率を、テストピースを作製することにより測定した結果、108Ωm程度であった。
【0134】
このようにして用意したフェイスプレート1002と、表面伝導型電子放出素子1101を多数配列したリアプレート1001とを対向させ、側壁1003をフェイスプレート1002とリアプレート1001との間に挟むように設けた。尚、フェイスプレート1002とリアプレート1001の間にはスペーサ1004を配置することで、その間隔を2mmとした。スペーサはその厚みを200マイクロメートルとし、スペーサ1004はリアプレート1001に接着材1301で固定した(図2(b)参照)。スペーサ1004の位置はあらかじめフェイスプレート1002の誘電体膜1205のスリット部にくるように配置した。なお、表面伝導型電子放出素子1101を含むリアプレート1001の作成方法、およびスペーサの作成方法は省略する。また真空容器100の形成方法は実施例4と同様とした。
【0135】
以上のようにして形成した気密容器100に駆動回路を接続して画像表示装置を構成し、耐圧評価を行った。耐圧評価は、リアプレート1001の列方向配線1102及び行方向配線1103をGND電位に規定し、フェイスプレート1002上の第2導電膜1204もGND電位に規定した。このような状態でアノード電極1203を高圧電源に接続し、15kVにて駆動させたところ、一定時間以上放電しないことを確認した。
【0136】
その後、列方向配線1102および行方向配線1103を介して、表面伝導型電子放出素子の駆動信号を印加し、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0137】
尚、再び、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0138】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0139】
[実施例7]
本実施例では、図17に示す第2導電膜1204が2種類の導電性膜(1207,1208)により形成されたフェイスプレート1002を用いて作製した画像表示装置の例を示す。なお、第2導電膜1204が2種類の導電性膜から形成されていること以外は、実施例6と同様な方法で作製した。
【0140】
第2導電膜1204を形成する方法として、まず導電性膜1207をマクク成膜にて厚さ100nmのアルミニウムにより形成した。その際に平面からみた凹凸は、図16(C)の凸形状の寸法の定義(曲率半径r、凸長さh)としたときに、すべての部分でh/rが10以下になっていることを確認した。次に導電性膜1208としてスクリーン印刷法にて厚さ10μmの銀ペーストにより作製した。作製した導電性部材1208を観察してみると、図17のように平面形状に凹凸が見受けられ、そのh/rはもっとも大きいもので200程度のものが見受けられた。
【0141】
次に誘電体膜を、スペーサ1004が配置される部分に400マイクロメートルのスリットを設けた状態で、誘電体1205を作製した。ここで、誘電体1205が設けられていないところで、第2導電膜が露出している部分の平面状の凹凸が、導電性部材1207によりほぼフラットに形成されているため、当該個所で電界集中が起こりにくいことが推測できた。
【0142】
このようなフェイスプレート1002をもちいて、実施例6と同様な画像表示装置を作製し、実施例4と同様に、列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して耐圧評価を行ったところ、15kVにて、一定時間以上放電しないことを確認した。また、アノード電圧12kVで画像を表示したところ、明るくコントラストの大きい良好な画像を長期に渡って安定に表示することができた。
【0143】
尚、再び列方向配線1102および行方向配線1103をGND電位に接続して、アノード電圧を徐々に印加していった結果、25kVにて放電が発生した。
【0144】
このように、本実施例によれば、安定して高電圧が印加できる画像表示装置を得ることができた。
【0145】
[参考例]
誘電体膜1205を設けないこと以外は、実施例1の方法と同様に作成した発光体基板を用意した(図1(a)参照)。このように作製した発光体基板を実施例1と同様な方法で耐圧評価したところ、12kVで放電が発生した。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】本発明の誘電体膜を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図2】本発明の誘電体膜を備えた画像表示装置を説明するための断面模式図である。
【図3】本発明の電子捕獲構造を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図4】本発明の電子捕獲構造を備えた画像表示装置を説明するための断面模式図である。
【図5】本発明の発光体基板におけるアノード電極に電位を給電するための構造を説明するための断面模式図である。
【図6】本発明の発光体基板を適用した画像表示装置の斜視模式図である。
【図7】本発明の発光体基板を適用した画像表示装置の断面模式図である。
【図8】本発明の誘電体膜を備えた別の発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図9】本発明の誘電体膜を備えた別の発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図10】本発明の発光体基板を説明する平面模式図である。
【図11】本発明の発光体基板の耐圧評価方法を示す断面模式図である。
【図12】本発明の発光体基板における第2導電膜の構成例を説明する平面模式図である。
【図13】本発明の発光体基板における第2導電膜の別の構成例を説明する平面模式図である。
【図14】本発明の発光体基板における第2導電膜の別の構成例を説明する平面模式図である。
【図15】本発明の誘電体膜を備えた発光体基板を説明するための断面模式図である。
【図16】本発明の第2導電膜の平面形状を示す平面模式図である。
【図17】本発明の2種類の導電性部材で形成された第2導電膜を示す平面模式図である。
【符号の説明】
【0147】
1001 リアプレート
1002 フェイスプレート
1003 側壁
1004 スペーサ
1005 高圧導入部
1006 高圧電源
1204 第2導電膜
1205 誘電体膜
1206 電子捕獲構造
1401 電界集中部
1402 新たにできた三重点
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を具備する発光体基板であって、
少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部を覆う誘電体膜を備えることを特徴とする発光体基板。
【請求項2】
前記第2導電膜が閉環状の導電膜であることを特徴とする請求項1に記載の画発光体基板。
【請求項3】
前記発光体は、前記発光体基板上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光体基板。
【請求項4】
前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項5】
前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項6】
前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項7】
前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項8】
前記第2導電膜の前記第1導電膜側に対向する全ての端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項9】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項10】
前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項11】
発光体基板と、電子放出素子が配置されたリアプレートとを備える画像表示装置であって、前記発光体基板が請求項1乃至10のいずれかに記載の発光体基板であり、前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことを特徴とする画像表示装置。
【請求項12】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部から前記第1導電膜から離れる方向において、前記誘電体膜が前記第2導電膜を覆う長さをL[μm]、前記発光体基板と前記リアプレートの平均間隔をd[μm]としたときに、
L≧0.025×d+15
を満たすことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
【請求項13】
前記画像表示装置は前記発光体基板と前記リアプレートとの間にスペーサを備えており、該スペーサは、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されることを特徴とする請求項11または12に記載の画像表示装置。
【請求項14】
前記誘電体膜は、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の画像表示装置。
【請求項15】
前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていることを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項16】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記四角形状の外周の各々の辺に対向する端部が、誘電体膜で覆われている、ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項17】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第2導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源とを備え、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部が、誘電体膜で覆われており、
前記フェイスプレート上において、前記電源によって印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の前記外周を囲む、ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項18】
前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上30kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子との間に印加される電位との差が1kV以下であることを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項19】
前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項20】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項11乃至19のいずれかに記載の画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備えたフェイスプレートと、
電子放出素子が配置されたリアプレートと、
を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜は、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を有し、
前記端部の先端の少なくとも一部が誘電体膜で覆われており、
前記フェイスプレートと前記リアプレートとの間隔をdとしたときに、
前記誘電体膜が、前記第1導電膜から離れる方向に、前記先端から下記式で定義されるLまで前記第2導電膜を覆っていることを特徴とする画像表示装置。
L≧0.025×d+15
【請求項2】
前記誘電体膜が、前記端部の先端の全てを覆っていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項3】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備えたフェイスプレートと、
電子放出素子が配置されたリアプレートと、
前記フェイスプレートと前記リアプレートとの間に、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されたスペーサと、
を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜は、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を有し、
前記端部の先端の少なくとも一部が誘電体膜で覆われており、
前記誘電体膜が、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項4】
前記第1導電膜の前記外周が四角形状であり、
前記第2導電膜が前記第1導電膜の前記外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の前記外周と間隔を置いて配置されることを満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項5】
前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項6】
前記フェイスプレート上において、前記第2導電膜に印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の前記外周を囲むことを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。
【請求項7】
前記第2導電膜が閉環状の導電膜であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項8】
前記発光体は、前記フェイスプレート上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項9】
前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項10】
前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項11】
前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項12】
前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項13】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項14】
前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項15】
前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項16】
前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上30kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が1kV以下であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項17】
前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項18】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項1乃至17のいずれかに記載の画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
【請求項1】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を具備する発光体基板であって、
少なくとも、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部を覆う誘電体膜を備えることを特徴とする発光体基板。
【請求項2】
前記第2導電膜が閉環状の導電膜であることを特徴とする請求項1に記載の画発光体基板。
【請求項3】
前記発光体は、前記発光体基板上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光体基板。
【請求項4】
前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項5】
前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項6】
前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項7】
前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項8】
前記第2導電膜の前記第1導電膜側に対向する全ての端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項9】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項10】
前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の発光体基板。
【請求項11】
発光体基板と、電子放出素子が配置されたリアプレートとを備える画像表示装置であって、前記発光体基板が請求項1乃至10のいずれかに記載の発光体基板であり、前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことを特徴とする画像表示装置。
【請求項12】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部から前記第1導電膜から離れる方向において、前記誘電体膜が前記第2導電膜を覆う長さをL[μm]、前記発光体基板と前記リアプレートの平均間隔をd[μm]としたときに、
L≧0.025×d+15
を満たすことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
【請求項13】
前記画像表示装置は前記発光体基板と前記リアプレートとの間にスペーサを備えており、該スペーサは、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されることを特徴とする請求項11または12に記載の画像表示装置。
【請求項14】
前記誘電体膜は、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の画像表示装置。
【請求項15】
前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていることを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項16】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された四角形状の外周を備える第1導電膜と、該四角形状の外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の四角形状の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第1導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源と、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記四角形状の外周の各々の辺に対向する端部が、誘電体膜で覆われている、ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項17】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置いて配置された第2導電膜と、を備えるフェイスプレートと、電子放出素子が配置されたリアプレートと、前記第2導電膜に印加する電位よりも低い電位を前記第2導電膜に印加する電源とを備え、を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜の、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部が、誘電体膜で覆われており、
前記フェイスプレート上において、前記電源によって印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の前記外周を囲む、ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項18】
前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上30kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子との間に印加される電位との差が1kV以下であることを特徴とする請求項11乃至17のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項19】
前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていることを特徴とする請求項11乃至18のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項20】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項11乃至19のいずれかに記載の画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備えたフェイスプレートと、
電子放出素子が配置されたリアプレートと、
を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜は、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を有し、
前記端部の先端の少なくとも一部が誘電体膜で覆われており、
前記フェイスプレートと前記リアプレートとの間隔をdとしたときに、
前記誘電体膜が、前記第1導電膜から離れる方向に、前記先端から下記式で定義されるLまで前記第2導電膜を覆っていることを特徴とする画像表示装置。
L≧0.025×d+15
【請求項2】
前記誘電体膜が、前記端部の先端の全てを覆っていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
【請求項3】
電子線の照射によって発光する発光体と、該発光体に積層された第1導電膜と、該第1導電膜の外周と間隔を置き、且つ、前記第1導電膜の外周を囲むように配置された第2導電膜と、を備えたフェイスプレートと、
電子放出素子が配置されたリアプレートと、
前記フェイスプレートと前記リアプレートとの間に、前記第1導電膜と前記第2導電膜を跨いで配置されたスペーサと、
を具備する画像表示装置であって、
前記第2導電膜は、前記第1導電膜の前記外周に対向する端部を有し、
前記端部の先端の少なくとも一部が誘電体膜で覆われており、
前記誘電体膜が、前記スペーサと前記第2導電膜との間の領域外に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項4】
前記第1導電膜の前記外周が四角形状であり、
前記第2導電膜が前記第1導電膜の前記外周を構成する4辺の各々に対向し、且つ、前記第1導電膜の前記外周と間隔を置いて配置されることを満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項5】
前記第2導電膜に印加される電位が前記第1導電膜に印加される電位よりも低いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項6】
前記フェイスプレート上において、前記第2導電膜に印加される電位によって形成される前記第2導電膜を通る等電位線が、前記第1導電膜の前記外周を囲むことを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。
【請求項7】
前記第2導電膜が閉環状の導電膜であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項8】
前記発光体は、前記フェイスプレート上に配置された複数の開口を有する光吸収層の該複数の開口の各々に配置されており、前記発光体と前記光吸収層とが前記第1導電膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項9】
前記第1導電膜の前記第2導電膜に対向する端部が、誘電体膜によって覆われていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項10】
前記誘電体膜の抵抗値が108Ωm以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項11】
前記誘電体膜が、低融点ガラスまたはポリイミドを含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項12】
前記第1導電膜は、抵抗を介して並列に接続した複数の導電膜を含むことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項13】
前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部の厚さが、前記第2導電膜の平均膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項14】
前記第2導電膜は、複数の導電性膜を積層することで形成されており、前記第1導電膜の前記外周に対向する前記第2導電膜の端部は、階段状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項15】
前記第2導電膜と前記第1導電膜との間に、電子を捕獲するための電子捕獲構造体が配置されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項16】
前記第1導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が5kV以上30kV以下であり、前記第2導電膜に印加される電位と前記電子放出素子に印加される電位との差が1kV以下であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項17】
前記画像表示装置は、更に、前記第1導電膜に接続する配線と、該配線と接続する電源を有しており、該配線は、前記第2導電膜と交差せずに、前記画像表示装置の外部に導出されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項18】
受信した放送信号に含まれる映像情報、文字情報および音声情報の少なくとも1つを出力する受信器と、該受信器に接続された画像表示装置とを少なくとも備える情報表示再生装置であって、前記画像表示装置が請求項1乃至17のいずれかに記載の画像表示装置であることを特徴とする情報表示再生装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2006−59638(P2006−59638A)
【公開日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−239528(P2004−239528)
【出願日】平成16年8月19日(2004.8.19)
【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18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年8月19日(2004.8.19)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
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