JP2003249183A

JP2003249183A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003249183A
Application number: JP2002046238A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Hamamoto; 康弘浜元
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】部材表面の沿面での放電の発生を抑止すると
ともに、放電が発生した場合にも、放電によるダメージ
を抑制する。【解決手段】フェースプレート１０１７上には、蛍光
体領域である画像表示領域１０１が形成されており、導
電性部材１０２が、画像表示領域１０１、アノード電極
外周辺１０４、および高圧導入端子当接部１００の周り
を取り囲んで形成されている。導電性部材１０２のシー
ト抵抗値は１０³［Ω／□］以上であり、厚さｔは５
［μｍ］以上に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いた表
示装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極素子を多数形成した電子源基板と、
アノード電極および蛍光体を具備した陽極基板とを平行
に対向させ、内部を真空に排気した平面型の電子線表示
パネルが知られている。このような画像形成装置におい
て、表面伝導型放出素子を用いたものは、例えば、米国
特許明細書第５、０６６、８８３号等に開示されてい
る。表面伝導型放出素子を用いた平面型の電子線表示パ
ネルは、現在広く用いられているＣＲＴに比べ、軽量
化、大画面化を図ることができ、また、液晶を利用した
平面型表示パネルやプラズマ・ディスプレイ、エレクト
ロ・ルミネッセント・ディスプレイ等の他の平面型表示
パネルに比べて、より高輝度、高品質な画像を提供する
ことができる。

【０００３】電子放出素子を利用した画像形成装置の一
例の表示パネルを画像表示面の水平方向から見た模式図
を図９に示す。

【０００４】この画像表示装置の平面型電子線表示パネ
ルは、リアプレート２０１５、支持枠２０３、およびリ
アプレート２０１５と対向して配置されているフェース
プレート２０１７により真空容器を構成している。電子
源基板を兼ねるリアプレート２０１５には電子放出素子
が設けられた電子源領域２０２が形成されており、１つ
の電子放出素子に対して１つの蛍光体が対応している。
また、電子放出素子には行方向配線および列方向配線が
電気的に接続されている。支持枠２０３は、リアプレー
ト２０１５とフェースプレート２０１７とを所定間隔に
保持すると共に、大気圧に対する支持部材として機能す
る。リアプレート２０１５、支持枠２０３、およびリア
プレート２０１５からなる真空容器の内部は１０^-4［Ｐ
ａ］程度の圧力に保持されなければならないため、図９
に示すように、Ｂａ蒸発型のゲッター部材２００を支持
体２０１と共に画像領域外に配置し、真空容器を封じ切
った後に高周波加熱等でＢａを飛散させ、ゲッター膜を
形成することで容器内圧力を保持する構成となってい
る。

【０００５】一方、電子源から放出された電子を加速す
るために、電子源領域２０２と画像形成部材２０４との
間には数百Ｖから数［ｋＶ］以上程度の高電圧が印加さ
れる。画像形成装置の輝度は、アノード電極に印加され
るアノード電圧（Ｖａ）に大きく依存し、高輝度化のた
めには高い値のアノード電圧を印加してゆく必要があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アノー
ド電圧を高くしてゆくと、画像領域外である前述のゲッ
ター部材や支持体の周辺への漏れ電界も上昇し、ゲッタ
ー部材や支持体のエッジ部、あるいは支持体とリアプレ
ートとの界面など、形状的に電界が集中しやすい部位の
放電が問題となる場合があった。

【０００７】さらには、画像領域の４辺の外側のうち、
前述のようなゲッター部材の支持体、スペーサ支持体な
どの構造体が画像領域外に存在しない辺であっても、小
型化を目的として、支持枠と画像領域との距離を小さく
してゆくと、支持枠の内面部分の沿面放電が問題となる
場合もあった。

【０００８】以上のような放電は、画像表示中に突発的
に起こり、画像を乱すだけでなく、放電個所近傍の電子
源を著しく劣化させ、その後の表示が正常にできなくな
る恐れがある。

【０００９】上記の問題に対処するため、真空容器内に
所定の導電性部材を設け、この導電性部材の電位をアノ
ード電圧Ｖａ以下の所定値に規定することにより、上述
の漏れ電界を閉じ込め、ゲッター部材等の構造物への電
界集中を低減させる構成を我々は検討している。例えば
アノード電極の周りを取り囲むように導電性部材を設け
る構成である。これによって、導電性部材とアノード電
極間で電界を閉じ込めることが可能となり、画像領域外
の構造物近傍での電界集中を回避できる。

【００１０】しかしながら、上述の構成では、さらなる
高輝度化をめざしてＶａを上昇させた時に、万一放電が
起きてしまうと、アノード電極に蓄積されていた電荷が
瞬時に放電電流として放電箇所に集中してしまう。アー
ク放電のように空間中を流れる大電流を伴う放電が、ア
ノード電極と導電性部材との間で発生してしまうと、た
とえアノード電極と導電性部材の真空容器内壁面に高抵
抗膜が形成されていようとも、大電流は導電性部材やメ
タルバック、蛍光体などに損傷を与えてしまう。導電性
部材の損傷の程度が大きい場合は、その後の電界の閉じ
込め機能が有効に働かなくなり、さらに放電を誘発して
しまう場合がある。

【００１１】そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなさ
れたものであって、フェースプレートおよびリアプレー
トなどの部材表面の沿面での放電の発生を抑止するとと
もに、電子源を用いた画像形成装置内において放電が発
生した場合にも、放電によるダメージを大幅に減らすこ
とで画像形成装置の破壊を防止して、信頼性の高い画像
形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画図表示装置は、電子源を配置したリアプ
レートと、前記電子源からの電子線を加速するアノード
電極を備え、前記電子線が照射されることで発光する蛍
光体領域を有するフェースプレートとを支持枠を介して
対向させて形成した真空容器を有する画像形成装置にお
いて、前記フェースプレートの内面上で前記蛍光体領域
外の部位に少なくとも１つの導電性部材を備え、前記導
電性部材のシート抵抗値が１０³［Ω／□］以上であ
り、かつ前記導電性部材の厚さｔが５［μｍ］以上であ
ることを特徴とする。

【００１３】上記の通りの構成の本発明の画像形成装置
は、導電性部材自身のシート抵抗値が１０³［Ω／□］
以上と高く、かつその厚さｔが５［μｍ］以上と大きい
ため、導電性部材とアノード電極との間にアーク放電が
発生したとしても、放電電流が制限され、また導電性部
材およびアノード電極や蛍光体の損傷の程度は低減され
る。このため、放電が起こった後の導電性部材による電
界の閉じ込め機能も、引き続き発揮することが可能とな
る。

【００１４】また、本発明の画像表示装置は、アノード
電極と導電性部材との間に、アノード電極および導電性
部材に電気的に接続された導電性膜を有するものであっ
てもよい。

【００１５】さらに、本発明の画像表示装置は、導電性
部材のシート抵抗値が、１０⁶［Ω／□］以下であって
もよく、この場合、電位規定電極として、電界を閉じ込
める機能を十分に発揮することが可能となる。

【００１６】さらに、本発明の画像表示装置は、導電性
部材および導電膜が、蛍光体領域の全周囲にわたって配
置されているものであってもよい。この場合、導電性部
材および導電膜が、蛍光体領域を取り囲むように全周囲
に渡り配置されることで、省スペース化や景観を向上さ
せる目的で画像領域外を狭くする必要が生じた時に、支
持枠が画像領域に近づいた場合でも、電界の局所的な集
中を防ぐことができ放電による損傷を未然に防ぐことが
可能となる。

【００１７】また、本発明の画像表示装置は、導電性部
材中の少なくとも１点が接地電位に規定されているもの
であってもよく、この場合、放電が発生した場合でも、
放電電流は大地へと逃げるため、安全衛生上有効であ
る。

【００１８】また、導電性部材のシート抵抗値が、導電
膜のシート抵抗値よりも低ければ、電界を閉じ込める機
能を十分に発揮することが可能であり、とりわけ導電膜
のシート抵抗が１０⁷［Ω／□］〜１０¹⁴［Ω／□］で
あれば、導電性部材とアノード電極間に印加される高電
圧に耐えることができ、かつ入射電子やイオンによる帯
電を防止し、チャージアップに起因する放電を防ぐこと
ができる。

【００１９】また、配線に電気的に接続された複数の電
子放出素子により電子源が構成されていれば、電子放出
素子に対応した様々な表示パターンを高輝度・高コント
ラストで安定に表示することが可能となる。とりわけ複
数の電子放出素子が、複数の行方向配線と、複数の列方
向配線とによりマトリクス状に電気的に結線された電子
源を用いれば、これら配線を適宜選択し駆動すること
で、所望の画像を随時高輝度・高コントラストで安定に
表示することが可能となる。

【００２０】さらに、電子放出素子として冷陰極素子を
用いれば、薄型で高輝度・高コントラストの画像を安定
して表示できる画像形成装置を提供することができ、と
りわけ冷陰極素子として表面伝導型電子放出素子を用い
れば、製造プロセスが比較的単純で大型化が可能な、高
輝度・高コントラストの画像を安定して表示できる薄型
の画像形成装置を提供することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい態様につ
いて説明する。但し、この実施形態に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみ
に限定する趣旨のものではない。

【００２２】まず、本実施形態のフェースプレートの構
成について説明する。

【００２３】図１にフェースプレートを真空容器内面か
らみた概略平面図を、図２に図１の線Ａ−Ａ’での概略
断面図を示す。

【００２４】フェースプレート１０１７としては、青板
ガラスや、表面にＳｉＯ₂被膜を形成した青板ガラス、
Ｎａの含有量を少なくしたガラス、石英ガラスなど、条
件に応じて各種材料を用いる。

【００２５】フェースプレート１０１７の内面上には、
蛍光体領域である画像表示領域１０１が形成されてお
り、アノード電極の一部であり、メタルバックの外周部
や、ブラックマトリクスの外周部等に該当するアノード
電極外周辺１０４が、画像表示領域１０１および不図示
の高圧導入端子と電気的に接続されている高圧導入端子
当接部１００を取り囲むように配置されている。さら
に、導電性部材１０２は、画像表示領域１０１、アノー
ド電極外周辺１０４、および高圧導入端子当接部１００
の周りを取り囲んで形成されている。また、導電性部材
１０２の図面上右上隅には、電極端子を当接するのに適
するように幅を広くした導体当接部位１０３が形成され
ている。さらに、画像表示領域１０１と導電性部材１０
２の間の領域には、導電膜１０５が形成されている。

【００２６】後述するように、リアプレート１０１５の
基板１０１１上に配列されている電子放出素子として、
例えば冷陰極素子を用いた場合、基準電位（例えばグラ
ンド電位）に対する素子の駆動電圧は概ね±数１０Ｖ以
下となる。これに対し、アノード電極に印加される電圧
は、基準電位に対して数百Ｖから十数キロＶとなる。こ
のため、導電性部材１０２の電位を基準電位とした場
合、導電性部材１０２と、複数の電子放出素子を有する
電子源との間にかかる電界は、導電性部材１０２とアノ
ード電極を構成する画像表示領域１０１およびアノード
電極外周辺１０４間にかかる電界に比べはるかに小さい
ため無視することができる。よって、画像表示領域１０
１外の絶縁耐圧は、画像表示領域１０１と導電性部材１
０２間の沿面耐圧のみを考えればよい。

【００２７】従って、導電性部材１０２の外側の領域に
は、放電耐圧を気にすることなく、自由に構造物を配置
することが可能となる。すなわち、導電性部材１０２と
支持枠１０１６（図５参照）との距離を短くでき、小型
軽量化に効果があるとともに、支持枠１０１６近辺の構
成の設計自由度を向上することができる。具体的には、
支持枠１０１６とリアプレート１０１５との接着剤であ
る、後述するフリットガラスのはみ出しなど、従来放電
の可能性があったものに対しても気を使う必要が無くな
る。

【００２８】さらに、導電膜１０５は帯電防止の役割を
果たし、フェースプレート１０１７からの反射電子など
が画像表示領域１０１と導電性部材１０２の間の領域に
到達した場合に、微少な電流を流すことによってそれら
を除電する。なお、導電膜１０５のシート抵抗値として
は１０⁷［Ω／□］〜１０¹⁴［Ω／□］とすることが好
ましい。導電膜１０５の材料、構成は、帯電防止の機能
を発揮するものであれば特に限定されない。例として、
金属の薄膜、酸化物、窒化物や半導体、カーボン含有
物、これらの組み合わせ等を挙げることができる。

【００２９】また、本発明の特徴として、導電性部材１
０２のシート抵抗値は１０³［Ω／□］以上であり、さ
らに好ましくは１０⁶［Ω／□］以下で設定される。ま
た導電性部材１０２の厚さｔは５［μｍ］以上に設定さ
れている。このように導電性部材１０２のシート抵抗値
が高いため、導電性部材１０２とアノード電極との間に
アーク放電が発生したとしても、放電電流を制限し、部
材からの脱ガスも抑制されるため、アーク放電は速やか
に消滅する。また、導電性部材１０２の厚みが十分大き
いので、放電発生の際に電極が完全に破壊されるような
ことが回避される。このため、導電性部材１０２および
アノード電極や蛍光体の損傷の程度は低減される。この
ように、放電による甚大な損傷を低減できるため、放電
が起こった後の導電性部材１０２による電界の閉じ込め
機能も、引き続き発揮することが可能となる。

【００３０】導電性部材１０２の材料、構成は、上記抵
抗値および厚みを有するものであればどのようなもので
あってもかまわない。例えば、ＩＴＯ等の透明電極やＰ
ｂＯを主成分とし、金属微粒子、カーボン粒子のフィラ
ー、あるいはガラスバインダーとともに混合して焼成し
たもの、金属の薄膜、酸化物、窒化物や半導体等を挙げ
ることができる。

【００３１】次にフェースプレートの製造方法の一例を
説明する。

【００３２】フェースプレート基板としては、ＳｉＯ₂
層を設けたソーダライムガラスを用いる。まず、高圧導
入端子当接部１００と、画像表示領域１０１を取り囲む
ようにした導電性部材１０２を、ガラスペーストにカー
ボンを含有させたガラスバインダーを印刷し、焼成する
ことによって形成する。導電性部材１０２の幅はＷ１＝
２［ｍｍ］であり、画像表示領域１０１の端部から１０
［ｍｍ］離れたところで画像表示領域１０１を囲むよう
に形成されている。なお、焼成後の導電性部材のシート
抵抗値が１０³［Ω／□］〜１０⁶［Ω／□］となるよう
に、ガラスペーストに含有させるカーボン量を調整して
いる。また導電性部材１０２の厚さｔは５［μｍ］とし
た。

【００３３】次に、ガラスペーストおよび黒色顔料を含
んだ黒色顔料ペーストを用い、図３のように、マトリク
ス状にスクリーン印刷法により作製し、ブラックマトリ
クス１０１０とした。本実施形態ではスクリーン印刷法
によりブラックマトリックスを作製したが、もちろんこ
れに限定されるものではなく、たとえばフォトリソグラ
フィ法により作製してもよい。また、ブラックマトリク
ス１０１０の材料として、ガラスペーストと黒色顔料を
含んだ黒色顔料ペーストを用いたが、もちろんこれに限
定されるものではなく、たとえばカーボンブラックなど
を用いてもよい。またブラックマトリクス１０１０は、
本実施形態では図３のように、マトリクス状に作製した
が、もちろんこれに限定される訳ではなく、ストライプ
状配列（例えば図４（ａ））やデルタ状配列（例えば図
４（ｂ））やそれ以外の配列であっても良い。

【００３４】次に、図３に示すように、ブラックマトリ
クス１０１０の開口部に、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青
色（Ｂ）の蛍光体ペーストを用いてマトリクス状にスク
リーン印刷法により作製した。もちろんこれに限定され
る訳ではなく、たとえばフォトリソグラフィ法などによ
り作製しても良い。また、蛍光体の塗り分け方はストラ
イプ状の配列に限られるものではなく、ブラックマトリ
クスに合わせて、たとえば図４（ｂ）に示すようなデル
タ状配列や、それ以外の配列であってもよい。

【００３５】次に、ブラウン管の分野では公知であるフ
ィルミング工程により、樹脂中間膜を作製し、その後に
金属蒸着膜（本実施形態ではＡｌ）を作製し、最後に樹
脂中間膜を熱分解除去させることによりメタルバック１
０１９を作製した。

【００３６】また、加速電圧の印加や蛍光膜の導電性向
上を目的として、フェースプレート基板１０１７と蛍光
膜１０１８との間に、たとえばＩＴＯ、ＡＴＯや酸化錫
等を材料とする透明電極を設けてもよい。

【００３７】導電膜１０５の形成は作製手順を限定する
ものでなく、上記工程のいずれの間に行っても良い。し
かしながら、スパッタのように成膜時にマスキングが必
要な場合は、マスクによる、画像表示領域１０１の構造
体である蛍光体やメタルバック１０１９を傷つけたり汚
染することを回避するため、蛍光体やメタルバックを形
成する前に行った方が、画像表示領域１０１を乱す確率
が減って好ましい。

【００３８】次に、本発明を適用した画像形成装置の表
示パネルの構成と製造方法について具体的な例を示して
説明する。

【００３９】図５は、本実施形態に用いた表示パネルの
斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切
り欠いて示している。

【００４０】図中、リアプレート１０１５、支持枠１０
１６、およびリアプレート１０１５と対向して配置され
ているフェースプレート１０１７により表示パネルの内
部を真空に維持するための気密容器を形成している。気
密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十
分な強度と気密性を保持させるため封着する必要がある
が、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中
あるいは窒素雰囲気中で、４００〜５００［℃］で１０
分以上焼成することにより封着を達成した。気密容器内
部を真空に排気する方法については後述する。また、上
記気密容器の内部は１０^-4［Ｐａ］程度の圧力に保持さ
れるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破
壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、スペーサ
１０２０が設けられている。

【００４１】次に、本実施形態の画像形成装置に用いる
ことができる電子源について説明する。

【００４２】この画像形成装置に用いられる電子源は複
数の冷陰極素子１０１２を基板１０１１上に配列するこ
とにより形成される。

【００４３】冷陰極素子１０１２の配列の方式には、冷
陰極素子１０１２を並列に配置し、個々の素子の両端を
配線で電気的に接続するはしご型配置（以下、はしご型
配置電子源基板と称する）や、冷陰極素子１０１２の一
対の素子電極のそれぞれＸ方向配線、Ｙ方向配線を電気
的に接続した単純マトリクス配置（以下、マトリクス型
配置電子源基板と称する）が挙げられる。なお、はしご
型配置電子源基板を有する画像形成装置には、電子放出
素子からの電子の飛翔を制御する電極である制御電極
（グリッド電極）を必要とする。

【００４４】リアプレート１０１５には、基板１０１１
が固定されており、この基板１０１１上には冷陰極素子
１０１２がＮ×Ｍ個形成されている（Ｎ、Ｍは２以上の
正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設
定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的
とした表示装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝１００
０以上の数を設定することが望ましい。）。Ｎ×Ｍ個の
冷陰極素子は、Ｍ本の行方向配線１０１３とＮ本の列方
向配線１０１４により単純マトリクス配線されている。
これら基板１０１１、冷陰極素子１０１２、行方向配線
１０１３および列方向配線１０１４によって構成されて
いる部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。本実施形態の画
像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子
１０１２を単純マトリクス配線、もしくは、はしご型配
置した電子源であれば、冷陰極素子１０１２の材料や形
状あるいは製法に制限はない。従って、たとえば表面伝
導型放出素子や電界放出型（ＦＥ型）、あるいは、金属
／絶縁層／金属型（ＭＩＭ型）などの冷陰極素子１０１
２を用いることができる。

【００４５】次に、冷陰極素子１０１２として表面伝導
型放出素子を基板上に配列して単純マトリクス配線した
マルチ電子ビーム源の構造について述べる。

【００４６】図５の表示パネルに用いたマルチ電子ビー
ム源の平面図を図６に、また、図６の線Ｂ−Ｂ’に沿っ
た断面を図７にそれぞれ示す。

【００４７】基板１０１１上には、表面伝導型放出素子
である冷陰極素子１０１２が配列され、これらの素子は
行方向配線１０１３と列方向配線１０１４により単純マ
トリクス状に配線されている。行方向配線１０１３と列
方向配線１０１４の交差する部分には、電極間に絶縁層
（不図示）が形成されており、電気的な絶縁が保たれて
いる。

【００４８】表面伝導型電子放出素子は、絶縁性の基板
１０１１上に、一対の電極である電極１１０２と、電極
１１０２に電気的に接続された、微粒子からなる導電性
薄膜１１０４と、導電性薄膜１１０４の一部に形成され
た、電子を放出する電子放出部１１０５とを有する。こ
の表面伝導型電子放出素子において、前記一対の電極１
１０２の間隔は数百ｎｍ〜数百μｍに設定され、また素
子電極長さは、素子電極の抵抗値、電子放出特性を考慮
して数μｍ〜数百μｍに設定される。また、素子電極の
膜厚は、導電性膜１１０４と電気的な接続を保つために
数十ｎｍ〜数μｍの範囲に設定される。電極１１０２
は、例えば、フォトリソグラフィ技術により形成され
る。

【００４９】なお、このような構造のマルチ電子源は、
あらかじめ基板１０１１上に行方向配線１０１３、列方
向配線１０１４、電極間絶縁層（不図示）、および表面
伝導型放出素子である冷陰極素子１０１２の素子電極と
導電性薄膜を形成した後、行方向配線１０１３および列
方向配線１０１４を介して各冷陰極素子１０１２に給電
して通電フォーミング処理と通電活性化処理を行うこと
により製造した。

【００５０】本実施形態においては、気密容器のリアプ
レート１０１５にマルチ電子ビーム源の基板１０１１を
固定する構成としたが、マルチ電子ビーム源の基板１０
１１が十分な強度を有するものである場合には、気密容
器のリアプレートとしてマルチ電子ビーム源の基板１０
１１自体を用いてもよい。

【００５１】図８は、図５の線Ａ−Ａ’の断面模式図で
あり、各部の符号は図５に対応している。スペーサ１０
２０は、絶縁性部材１の表面に帯電防止を目的とした導
電膜１１が成膜され、かつフェースプレート１０１７の
内側（メタルバック１０１９等）と基板１０１１の表面
（行方向配線１０１３または列方向配線（不図示））と
に面するスペーサ１０２０の当接面３、および接する側
面部５に低抵抗膜２１が成膜された部材からなるもの
で、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な
間隔をおいて配置され、フェースプレート１０１の内側
および基板１０１１の表面に接合材１０４１により固定
される。また、導電膜１１は、絶縁性部材１の表面のう
ち、少なくとも気密容器内の真空中に露出している面に
成膜されており、スペーサ１０２０上の低抵抗膜２１お
よび接合材１０４１を介して、フェースプレート１０１
７の内側（メタルバック１０１９等）および基板１０１
１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１
４（図８中には示さず））に電気的に接続される。本実
施形態においては、スペーサ１０２０の形状は薄板状と
し、行方向配線１０１３に平行に配置され、行方向配線
１０１３に電気的に接続されている。列方向配線１０１
４（図８中には示さず）と行方向配線１０１３との絶縁
は層間絶縁層４０によりなされる。

【００５２】スペーサ１０２０としては、基板１０１１
上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフ
ェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９と
の間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、
かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の
導電性を有する必要がある。

【００５３】接合材１０４１はスペーサ１０２０が行方
向配線１０１３およびメタルバック１０１９と電気的に
接続するように、導電性をもたせる必要がある。すなわ
ち、導電性接着材や金属粒子や導電性フィラーを添加し
たフリットガラスが好適である。

【００５４】気密容器内部を真空に排気するには、気密
容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを
接続し、気密容器内を１０^-5［Ｐａ］程度の圧力まで排
気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の圧
力を維持するために、封止の直前あるいは封止後に気密
容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成す
る。ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分とするゲッ
ター材料をヒータもしくは高周波加熱により加熱し蒸着
して形成した膜であり、ゲッター膜の吸着作用により気
密容器内は１０^-3ないしは１０^-5［Ｐａ］の圧力に維持
される。

【００５５】以上説明した表示パネルを用いた画像表示
装置は、容器外端子Ｄ×１ないしＤ×ｍ、Ｄｙ１ないし
Ｄｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加する
と、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それ
と同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを通じ
て数百［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高電圧を印加して、上
記放出された電子を加速し、フェースプレート１０１７
の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８をな
す各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示され
る。

【００５６】冷陰極素子１０１２への印加電圧は１２〜
１６［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１
０１２との距離は０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、
メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧差
は０．１［ｋＶ］から２０［ｋＶ］程度で好適である。

【００５７】以上のような構成の本実施形態の画像表示
装置によれば、導電性部材１０２および導電膜１０５
が、蛍光体領域である画像表示領域１０１を取り囲むよ
うに全周囲に渡り配置されることで、省スペース化や景
観を向上させる目的で画像領域外を狭くする必要が生じ
た時に、支持枠が画像領域に近づいた場合でも、電界の
局所的な集中を防ぐことができ、放電による損傷を未然
に防ぐことが可能となる。

【００５８】また、導電性部材１０２自身のシート抵抗
値が１０³［Ω／□］以上と高く、かつその厚さｔが５
［μｍ］以上と大きいため、導電性部材１０２とアノー
ド電極との間にアーク放電が発生したとしても、放電電
流が制限され、また導電性部材１０２およびアノード電
極や蛍光体の損傷の程度は低減される。このため、放電
が起こった後の導電性部材１０２による電界の閉じ込め
機能も、引き続き発揮することが可能となる。よって、
画像表示装置が放電により破壊されるのを防止すること
ができ、信頼性を高めることができる。

【００５９】

【実施例】以下に上述した実施形態のより具体的な実施
例について説明するが、本発明は以下の実施例により何
ら限定されるものではない。また、以下の説明では、本
実施形態の説明に用いた符号を用いて説明する。（第１
の実施例）まず、図１に示すフェースプレートを作成し
た。

【００６０】導電性部材１０２は、フェースプレート基
板にＩＴＯ膜を成膜およびパターニングすることで形成
した。本実施例では、ＩＴＯ膜のシート抵抗値が１×１
０³［Ω／□］となるように設定している。導電性部材
１０２の配置および形状は、アノード電極外周辺１０４
からの距離Ｗ２が５［ｍｍ］となる位置に、幅Ｗ１を３
［ｍｍ］、厚さｔ（フェースプレート１０１７面からの
突出量）５［μｍ］とし、画像表示領域１０１および高
圧導入端子当接部１００の周囲を取り囲むように形成し
た。

【００６１】導電膜１０５は、ＷＧｅＮを成膜して形成
した。導電膜１０５のシート抵抗値は１×１０⁷［Ω／
□］となるように設定し、導電性部材１０２とアノード
電極外周辺１０４の間に、両者と電気的接続を取るよう
に形成した。

【００６２】上記フェースプレート１０１７を用いて画
像形成装置を作成した。このとき、導体当接部位１０３
を通じて、導電性部材１０２を画像形成装置の基準電位
と接続した。なお、基準電位はグランド電位とした。

【００６３】これにより、導電性部材１０２よりも外側
の領域では電界が閉じ込められ、特に電位を与えること
が無ければほぼ基準電位となる。

【００６４】次に、画像表示領域にアノード電圧Ｖａ＝
１０［ｋＶ］印加したところ、アノード電極外周辺１０
４と導電性部材１０２との間では放電は起きず、画像形
成装置として問題無く映像を表示させることができた。

【００６５】さらに、輝度を求めて、Ｖａ＝１２［ｋ
Ｖ］とした時に、アノード電極外周辺１０４と導電性部
材１０２の間で放電が起きた。しかし、アノード電極外
周辺１０４や導電性部材１０２の損傷は、電界の閉じ込
め機能に影響を与えない程度の小さなものであった。ま
た、放電個所近傍の画像表示領域や導電膜１０５には放
電によるダメージが生じなかった。その後、Ｖａ＝１２
［ｋＶ］にて１時間駆動し、放電が５回観測されたが、
表示画像に影響を与えるようなダメージは生じておら
ず、効果の持続性が確かめられた。（第２の実施例）本実施例では、導電性部材１０２の作
成に、カーボンを含有したガラスバインダーを使用し厚
さｔを１０［μｍ］とした。それ以外の形状および配置
は、第１の実施例と同様であり、前述のバインダーをス
クリーン印刷し焼成を行うことで形成した。この際、ブ
ラックマトリクスも同じバインダーを用いて同時に形成
した。なお、焼成後の導電性部材１０２のシート抵抗値
が１×１０⁶［Ω／□］となるように、ガラスバインダ
ー中のカーボン含有量を調整した。

【００６６】導電膜１０５にはＷＧｅＮを用いており、
成膜条件を調整することでシート抵抗値を１×１０
¹⁴［Ω／□］程度となるように設定した。

【００６７】上記フェースプレート１０１７を用いて、
第１の実施例と同様に画像形成装置を完成させた。これ
をアノード電圧を１０［ｋＶ］に設定し電子源を駆動し
たところ、放電は発生せず、安定して画像を表示させる
ことができた。

【００６８】さらに、輝度を求めて、Ｖａ＝１２［ｋ
Ｖ］とした時に、アノード電極外周辺１０４と導電性部
材１０２の間で放電が起きたが、放電による損傷はいず
れの個所にもほとんど確認できなかった。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
電性部材とアノード電極との間にアーク放電が発生した
としても、放電電流を制限することができ、かつ、導電
性部材の損傷を抑えることができる厚さの導電性部材を
備えているので、放電によるダメージを大幅に減らすこ
とができる。この結果、放電による画像形成装置の破壊
を防止し、信頼性の高い画像形成装置を実現することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による画像形成装置のフェ
ースプレートを真空容器内面からみた模式図である。

【図２】図１に示した画像形成装置のフェースプレート
の線Ａ−Ａ’での概略断面図である。

【図３】ブラックマトリクスの構成を示す概略平面図で
ある。

【図４】ブラックマトリクスの他の構成を示す概略平面
図である。

【図５】本発明の一実施形態による画像形成装置の表示
パネルの概略斜視図である。

【図６】図５の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源
を示す概略平面図である。

【図７】図５の表示パネルの線Ｂ−Ｂ’に沿った概略断
面図である。

【図８】図５の表示パネルに用いたマルチ電子ビーム源
を示す概略断面図である。

【図９】従来の画像形成装置における表示パネルの一例
を画像表示面の水平方向から見た模式図である。

【符号の説明】

１絶縁性部材３当接面５側面部１１、１０５導電膜２１低抵抗膜４０層間絶縁層１００高圧導入端子当接部１０１画像表示領域１０２導電性部材１０３導体当接部位１０４アノード電極外周辺１０１０ブラックマトリクス１０１１基板１０１２冷陰極素子１０１３行方向配線１０１４列方向配線１０１５リアプレート１０１６支持枠１０１７フェースプレート１０１８蛍光膜１０１９メタルバック１０２０スペーサ１０４１接合材１１０２電極１１０４導電性薄膜１１０５電子放出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子源を配置したリアプレートと、前記
電子源からの電子線を加速するアノード電極を備え、前
記電子線が照射されることで発光する蛍光体領域を有す
るフェースプレートとを支持枠を介して対向させて形成
した真空容器を有する画像形成装置において、前記フェースプレートの内面上で前記蛍光体領域外の部
位に少なくとも１つの導電性部材を備え、前記導電性部
材のシート抵抗値が１０³［Ω／□］以上であり、かつ
前記導電性部材の厚さｔが５［μｍ］以上であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記アノード電極と前記導電性部材との
間に、前記アノード電極および前記導電性部材に電気的
に接続された導電性膜を有する、請求項１に記載の画像
形成装置。
【請求項３】前記導電性部材のシート抵抗値が、１０
⁶［Ω／□］以下である、請求項１または２に記載の画
像形成装置。
【請求項４】前記導電性部材および前記導電膜が、前
記蛍光体領域の全周囲にわたって配置されている、請求
項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記導電性部材中の少なくとも１点が、
接地電位に規定されている、請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記導電性部材のシート抵抗値が、前記
導電膜のシート抵抗値よりも低い、請求項２ないし５の
いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記導電膜のシート抵抗値が、１０
⁷［Ω／□］〜１０¹⁴［Ω／□］である、請求項６に記
載の画像形成装置。
【請求項８】前記電子源が、配線に電気的に接続され
た複数の電子放出素子を有する、請求項１ないし７のい
ずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記電子源が複数の電子放出素子を有
し、前記各電子放出素子が、複数の行方向配線と、複数
の列方向配線とによりマトリクス状に電気的に結線され
ている、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記電子放出素子が、冷陰極素子であ
る、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項１１】前記冷陰極素子が、表面伝導型電子放
出素子である、請求項１０に記載の画像形成装置。