(57)【要約】【課題】放電による影響を可能な限り低減すると同時に、通常の画像表示において電位の変動による画像品質の低下を抑制した画像表示装置を提供する。【解決手段】蛍光体層１の電子源基板１０側をメタルバック２で覆い、蛍光体層１に隣接する非発光領域にメタルバック２よりも電子源基板１０側に突出するリブ３を形成し、該リブ３の電子源基板１０側に第２の電極４を形成し、メタルバック２、第２の電極４、リブ３のそれぞれの抵抗値ｒ１，ｒ２，ｒ３をｒ３＞ｒ２＞ｒ１とし、メタルバック２の電位をＶ１、第２の電極４の電位をＶ２、メタルバック２と第２の電極４との距離をｈ、メタルバック２と電子源基板１０との最短距離をｄとした時、（Ｖ１−Ｖ２）／ｈ＜Ｖ１／ｄとする。【選択図】図１
2010080296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子放出素子を備えた電子源基板と、該電子源基板に対向して配置された、蛍光体層を有する発光領域を複数備えた発光体基板とを有し、
前記発光体基板は、発光領域の蛍光体層の電子源基板側を覆う複数の第１の電極と、
発光領域以外の非発光領域の少なくとも一部において、第１の電極よりも電子源基板側に突出するリブと、
該リブの電子源基板側に配置された第２の電極と、
を有する画像表示装置において、
第１の電極の単位長さ当たりの抵抗値をｒ１、第２の電極の単位長さ当たりの抵抗値をｒ２、リブの単位長さ当たりの抵抗値をｒ３とした時、
ｒ３＞ｒ２＞ｒ１
の関係を満たし、
第１の電極の電位をＶ１、第２の電極の電位をＶ２、第１の電極と第２の電極との距離をｈ、第１の電極と電子源基板との最短距離をｄとした時、
（Ｖ１−Ｖ２）／ｈ＜Ｖ１／ｄ
の関係を満たすことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記第１の電極の電位と第２の電極の電位とが、
Ｖ１＝Ｖ２
を満たす請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
第１の電極の面積をｓ１、第２の電極の面積をｓ２とすると、
ｒ２＞（ｄ／（ｄ−ｈ））×（ｓ２／ｓ１）×ｒ１
を満たす請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記リブがポーラス構造である請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記リブが電子源基板側に凹部を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第２の電極の幅がリブの幅よりも細い請求項１乃至５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極の電子源基板側が絶縁体で覆われている請求項１乃至６のいずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を利用した画像表示装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
電子線励起発光型のフラットパネルでは、アノードとカソード間に電子線の加速電圧として高電圧を印加するため、アノードとカソード電極間には強電界が発生し、各電極には大量の電荷が誘起されている。ここで例えば画像表示装置内に可動性のパーティクルがあると、そのパーティクルには電荷が誘起され、パーティクルとは反対の電荷が誘起された電極に向かって飛翔し、電極に衝突する。この時、微小放電が発生し、それがきっかけとなって大放電が発生することがある。或いはパーティクルの衝突により電極表面が変形し、その電界集中した部分から電子放出がなだれ式に増大するなどの異常が起こると大放電が発生することがある。
【０００３】
そこで、この課題の対策として特許文献１，２では放電した際に最初に流れ込む電荷量を制限する方法が提案されている。これらは共にアノード電極をある電極単位に分割して面積を小さくすることにより、一つの電極単位に誘起されている電荷量を小さくして、同時に放電点に流れ込む電流の低減を図っている。しかし電極が低抵抗である場合、電子放出素子を破壊しない放電電流とするには連続して低抵抗である電極面積をできるだけ小規模にする必要がある。特許文献２では小さく分割した低抵抗電極を高抵抗材料で接続して放電電流の制限を図っている。しかしこの場合、電源から遠い電極単位では電源と電極単位の間の合成抵抗が高くなり、画像表示に寄与する電流（表示電流）による電圧降下量が大きくなる。その電圧降下量は電極単位の位置や表示画像のパターンによって変わるので、表示画像の輝度が表示パターンによって不要に変動してしまい、表示画質が低下することが確認された。
【０００４】
また、表示電流による電位変動が大きくなると、蛍光面に照射される電子ビーム（図１中の矢印８）の形状、サイズの変動量も大きくなる。さらに電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いた場合、電子照射位置は素子に印加した電圧とアノードの電位とで決まるため、アノード電位の変動が大きいと電子照射位置の変動量も大きくなる。このように電子照射状態が変動する時には一部の電子が蛍光体領域をはずれて非発光領域に照射されることもある。この状態で表示画像を観測するとざらつき感が発生し表示画質が劣化することも確認された。
【０００５】
つまり各電極単位と電源との間の抵抗に関して、異常な放電に対してはその抵抗を高くして電流を制限したいが、通常の画像表示電流に対してはその抵抗を低くして電位の変動を抑制したいという二律背反な関係となる。所望の輝度を得るために必要な照射電子量、アノード印加電圧、或いは電子放出素子や蛍光面の放電電流に対する耐性特性、さらに許容される輝度の変動幅によっては高抵抗材料として現実的に調達不可能な属性が求められる課題が発生する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５８２３２号公報
【特許文献２】特表２００１−５１９９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、上記課題を解決し、放電による影響を可能な限り低減すると同時に、通常の画像表示において電位の変動による画像品質の低下を抑制した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の電子放出素子を備えた電子源基板と、該電子源基板に対向して配置された、蛍光体層を有する発光領域を複数備えた発光体基板とを有し、
前記発光体基板は、発光領域の蛍光体層の電子源基板側を覆う複数の第１の電極と、
発光領域以外の非発光領域の少なくとも一部において、第１の電極よりも電子源基板側に突出するリブと、
該リブの電子源基板側に配置された第２の電極と、
を有する画像表示装置において、
第１の電極の単位長さ当たりの抵抗値をｒ１、第２の電極の単位長さ当たりの抵抗値をｒ２、リブの単位長さ当たりの抵抗値をｒ３とした時、
ｒ３＞ｒ２＞ｒ１
の関係を満たし、
第１の電極の電位をＶ１、第２の電極の電位をＶ２、第１の電極と第２の電極との距離をｈ、第１の電極と電子源基板との最短距離をｄとした時、
（Ｖ１−Ｖ２）／ｈ＜Ｖ１／ｄ
の関係を満たすことを特徴とする画像表示装置である。
【０００９】
本発明においては、下記の構成を好ましい態様として含む。
前記第１の電極の電位と第２の電極の電位とが、Ｖ１＝Ｖ２を満たす。
第１の電極の面積をｓ１、第２の電極の面積をｓ２とすると、ｒ２＞（ｄ／（ｄ−ｈ））×（ｓ２／ｓ１）×ｒ１を満たす。
前記リブがポーラス構造である。
前記リブが電子源基板側に凹部を有する。
前記第２の電極の幅がリブの幅よりも細い。
前記第２の電極の電子源基板側が絶縁体で覆われている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、下記の効果が得られる。
（１）蛍光面での反射電子により発生するハレーションに起因する混色や解像度低下を抑制し、通常の画像表示における画像品質の低下が抑制される。
（２）発光面の部材（メタルバック）がクーロン力により脱離し、脱離物が起因となって異常放電に至る過程を抑制することができる。
（３）例え放電が発生しても、放電電流量が低く、影響が低減される。
（４）電子ビームの形状や照射位置が表示画像パターンに依存して変動する現象が抑制される。
【００１１】
よって、本発明によれば、高品質の画像を安定して提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の画像表示装置は、複数の電子放出素子を備えた電子源基板と、該電子源基板に対向して配置された、蛍光体層を有する発光領域を複数備えた発光体基板とを有している。そして、発光体基板は、蛍光体層の電子源基板側を覆う第１の電極と、発光領域以外の非発光領域の少なくとも一部において、第１の電極よりも電子源基板側に突出するリブと、該リブの電子源基板側に配置された第２の電極とを有する。
【００１３】
図１は、本発明の画像表示装置の好ましい実施形態の一部の断面模式図である。図中、１は発光領域に配置された蛍光体層、２は第１の電極であるメタルバック、３はリブ、４は第２の電極、５は電子放出素子、６は発光体基板、８は放出された電子の軌道、１０は電子源基板である。
【００１４】
本発明の作用効果について説明する。
【００１５】
本発明のような電子放出素子５を用いた画像表示装置においては、メタルバック２に照射された一次電子の一部は反射電子として、無指向的に散乱反射する。反射した電子は一旦電子源基板１０の方向に飛翔するが、パネル内の電界により再度アノード電極であるメタルバック２方向に加速されてメタルバック２に再突入する。
【００１６】
非発光領域に本発明のような突出部（リブ３）がない場合、反射電子の飛翔する方向が不定なため反射電子が再突入する位置は一次電子が照射した位置を中心としてパネルのギャップのおおよそ２倍を半径とする領域に分布する。これにより表示画像にボケが生じたり、本来の色とは異なる色が発光することによる混色などの不具合が発生する。
【００１７】
反射電子を低減するためにアノード電極にグラファイトを含むカーボン膜やボロンナイトライド膜を積層する方法が古くから知られているが、これらの手法では画像品質を確保するためには不十分であった。
【００１８】
これに対して本発明においては、リブ３が存在することにより、反射した電子の一部を再突入する前に遮蔽して、一次電子が照射した発光領域に再び反射電子を照射させることができ、上記のボケや混色を低減することができる。
【００１９】
また、電子照射により蛍光体層１を発光させるには、蛍光体層１の電子源基板側にアノード電極を積層形成する。一般に加速電圧が５ｋＶ以上の場合、粉体である蛍光体層１の上に厚さ５０ｎｍから３００ｎｍ程度の導電体薄膜（メタルバック２）をアノード電極として用いる。図２に示すように、メタルバック２は粉体である蛍光体１ａと一部接触し、一部は蛍光体１ａとの間に空隙が空いた膜として形成される。
【００２０】
メタルバック２と電子放出素子５のカソード電極（不図示）との間に高電圧を印加すると、クーロン力によりメタルバック２がカソード電極側に引っ張られる。上述の通り、メタルバック２は蛍光体層１から浮いている部分があるので脆弱部分が発生しやすく、脆弱な部分がクーロン力により引き剥がされて脱離することがある。メタルバック２が脱離すると当該部分の発光領域の発光効率が下がり画像欠陥となる。また、脱離したメタルバック２は電界によりチャージアップし、カソード電極とアノード電極間を飛翔し、電極などに衝突した際のマイクロディスチャージや電極の変形がきっかけとなって放電が発生することがある。この放電電流により電子放出素子が損傷、或いはアノード電極であるメタルバック２が損傷し画像欠陥となる。
【００２１】
本発明の場合、第１の電極であるメタルバック２とリブ３の電子源基板側に形成した第２の電極４に印加する電圧を、下記の関係を満たすものとする。
（Ｖ１−Ｖ２）／ｈ＜Ｖ１／ｄ
とする。
Ｖ１：第１の電極の電位
Ｖ２：第２の電極の電位
ｈ：第１の電極と第２の電極との間の最短距離
ｄ：電子源基板と第１の電極との間の最短距離
【００２２】
尚、ｄについては、正確には電子放出素子のカソード電極からメタルバック２までの最短距離であるが、電子放出素子の高さやメタルバック２の厚さが、電子源基板１０からメタルバック２までの距離に比して小さいため、実質的に無視することができる。また、同様に、第２の電極４の厚さについても、実質的に無視できるレベルである。
【００２３】
上記の関係を満たすことにより、本発明においては、メタルバック２に働くクーロン力を低減することができ、メタルバック２が脱離して異常放電の要因となることを抑制できる。
【００２４】
さらに、発光体基板６と電子源基板１０との間は、１ｍｍ乃至５ｍｍと狭いため、メタルバック２と電子放出素子５のカソード電極との間で大きな容量が形成される。メタルバック２に高電圧を印加すると、この容量に大量の電荷が蓄積されるため、画像領域内で異常放電が発生すると、メタルバック２に蓄積された電荷が放電電流として両基板内を流れる。この電流が規定の電流よりも大きいと、電子放出素子が損傷して電子放出能力が低下する。或いは、メタルバック２が損傷して電流供給能力が低下する。或いは電流供給機能以外にメタルバック２が持つ機能である光の反射効率が低下して表示画像に欠陥が発生する。
【００２５】
ここで、画素ピッチと同等に小さく分割された第２の電極４の繰り返しピッチを単位長さとする。そして、メタルバック２の単位長さ当たりの抵抗値をｒ１、第２の電極４の単位長さ当たりの抵抗値をｒ２とし、メタルバック２と第２の電極４の間に介在するリブ３の単位長さ当たりの抵抗をｒ３とした時、
ｒ２＞ｒ１、また当然ながらｒ３＞ｒ２
とする。
【００２６】
電子源基板１０と発光体基板間６に蓄積される電荷は、電子源基板１０との距離が遠いメタルバック２よりも、近くにある第２の電極４上に多く分布する。第２の電極４が真空中に剥き出しの場合、放電経路は突出したリブ３上にある第２の電極４と主に結合する。第２の電極４は単位長さ当たりの抵抗値をメタルバック２よりも高抵抗にしているため、メタルバック２と第２の電極４を同じ部材で構成した場合（即ち、ｒ１＝ｒ２）と比較して放電電流の尖塔値を制限することが可能となる。また、第２の電極４が絶縁層によりコーティングされている場合、放電経路は主としてメタルバック２と結合する。しかしながら、前述の通り、メタルバック２にはもともと誘起されている電荷量が少ないので、放電初期に流れる電流の尖塔値は第２の電極４が無かった場合に対して制限された値となる。
【００２７】
さらにまた、電子放出素子５から放出された電子がメタルバック２に照射される際、メタルバック２が持つ抵抗成分のため、メタルバック２の電位が照射電流量に依存して変動する。この変動量は電子源基板１０と発光体基板６の各電極で分布して形成される抵抗成分や容量成分のために、表示する画像パターンにより複雑に変化する。
【００２８】
ここで、第２の電極４がないと、複雑に変動するメタルバック２の電位に応じて、照射される電子ビームの形状や照射位置も複雑に変動してしまう。本発明においては、電子源基板１０とメタルバック２の間にメタルバック２の電位に近い電位を印加する第２の電極４が存在する。そして、第２の電極４に照射される電子量は非常に小さいため、その電位変動量はメタルバック２の変動量よりも充分小さく、電子ビームの形状や位置は主に第２の電極４の電位によって決まるため、その変動は第２の電極４がない場合と比較して少なくなる。ビーム位置の変動量が小さくなることにより各部材に求められる寸法精度や位置合わせ精度の要求値を緩めることができる。
【００２９】
メタルバック２と第２の電極４への印加電位を同一とした場合（Ｖ１＝Ｖ２）、メタルバック２に働くクーロン力が最低となる。よって、例えば、メタルバック２或いは蛍光体１など発光領域の部材がクーロン力により引き剥がされてパネル内の異常放電を引き起こすことを抑制できる。さらに、メタルバック２の一つの機能である光の反射効率はメタルバック２が平坦であるほど高くなる。上述の通り粉体である蛍光体層１との接触面積はメタルバック２が平坦であるほど小さくなり、メタルバック２が浮きやすくなるが、クーロン力を弱めることにより光の反射効率を高くし、即ち発光輝度を向上させることができる。
【００３０】
またメタルバック２、第２の電極４の双方の電極に電圧印加する電源を１種類だけにでき、装置の簡素化が図れる。
【００３１】
よって、本発明において好ましくはＶ１＝Ｖ２である。
【００３２】
図１の構成において、メタルバック２或いは第２の電極４と電子放出素子５のカソード電極間で形成される容量成分は、ほぼ電極間の距離に反比例し、カソード電極と対向する面積に比例する。メタルバック２の面積をｓ１、第２の電極４の面積をｓ２とすると、メタルバック２とカソード電極間で形成される容量Ｃ１と、第２の電極４とカソード電極間で形成される容量Ｃ２の比Ｃ２／Ｃ１は次の式で示される。
Ｃ２／Ｃ１＝（ｄ／（ｄ−ｈ））×（ｓ２／ｓ１）
【００３３】
よって、メタルバック２と第２の電極４に同じ電圧Ｖａを印加した場合、メタルバック２と第２の電極４に誘起される電荷量の比は、（ｄ／（ｄ−ｈ））×（ｓ２／ｓ１）となる。
【００３４】
放電は主としてカソード電極との距離が短く、表面近傍が強電界となっている第２の電極４とカソード電極間で発生する。放電電流の尖塔値は誘起されている電荷量に比例し、電極の抵抗値に反比例する。よって、第２の電極４の抵抗値ｒ２を（（ｄ／（ｄ−ｈ））×（ｓ２／ｓ１）×ｒ１とすることにより、メタルバック２と第２の電極４を同じ抵抗値（ｒ１＝ｒ２）とした場合と比較して、電流の尖塔値を下げることができる。即ち、放電時の電子放出素子などの部材の損傷を低減することができる。
【００３５】
本発明において、メタルバック２と第２の電極４とはリブ３を介する構造から発生する容量成分で結合している。メタルバック２或いは第２の電極４のうち、一方の電位が変動すると、その電極と容量結合している他方の電極から変位電流が流れ込む。よって、メタルバック２と第２の電極間にあるリブ３をポーラス構造とすることにより、二つの電極間の結合容量を減らすことができ、結合容量を通して電極間を流れる電流を低減することができる。その結果、放電時の異常電流の尖塔値を下げることができる。
【００３６】
同様に、リブ３に空隙があるほど、メタルバック２と第２の電極４間の結合容量が小さくなり、放電電流の尖塔値を下げることができることから、図５に示す如く、リブ３に凹部１１を形成することも好ましい。
【００３７】
本発明に係るリブ３の幅は広い方が反射電子の遮蔽率が上がるため、ハレーション低減効果が高くなる。これに対し、リブ３に設けた第２の電極４の幅を広げてしまうと、第２の電極４の面積が広くなるため、第２の電極４に誘起される電荷量が増えてしまい、放電電流が増えてしまう。また隣接する第２の電極４同士が近づくため、隣接する第２の電極４間で形成する結合容量も増えてしまい、これも放電電流が増す要因となる。よってリブ３の幅をできる限り広くし、第２の電極４の幅は図６に示すように、リブ３の幅よりも狭くすることによりハレーション低減効果を高くし、且つ放電電流制限効果を高くすることができる。
【００３８】
本発明に係る第２の電極４が露出している場合、放電は主にカソード電極に近い第２の電極４とカソード電極間で発生する。これに対して第２の電極４が絶縁被覆されている場合、放電はメタルバック２とカソード電極間で発生する。カソード電極との間で形成される容量により電極に誘起されている電荷量は、電子源基板１０に近い第２の電極２の方がメタルバック２よりも多くなるので、第２の電極４を絶縁被覆した方が放電電流の尖塔値は低く抑えられる。よって、本発明においては、図１３に示すように、第２の電極４が絶縁体５１で覆われていることが好ましい。
【００３９】
次に、本発明の画像表示装置の各部材について説明する。
【００４０】
図７は、本発明の画像表示装置の一実施形態の表示パネルの構成を模式的に示す斜視図であり、一部を切り欠いた状態で示す。尚、図７中、図１と同じ部材には同じ符号を付した。
【００４１】
電子源基板１０の材料としては、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少したガラス、青板ガラス、青板ガラスにスパッタ法等により形成したＳｉＯ2を積層したガラス基板及びアルミナ等のセラミックス及びＳｉ基板等を用いることができる。電子源基板１上には、行方向配線２５、列方向配線２６、電極間絶縁層（不図示）及び電子放出素子５が形成されている。
【００４２】
場合によっては、行方向配線２５や列方向配線２６と電子放出素子５との間を電気的に接続する素子電極を備えている。素子電極の材料としては、一般的な導体材料を用いることができる。これは例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或いは合金が用いられる。また、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導電体及びポリシリコン等の半導体導体材料等からも適宜選択することができる。
【００４３】
行方向配線２５及び列方向配線２６の構成材料としては、銀など各種導電材料を適用することができる。例えば、スクリーン印刷法を用いて行方向配線２５及び列方向配線２６を形成する場合には、上述の銀などの金属とガラスペーストと混合させた塗布材料を用いることができる。また、めっき法を用いて金属を析出させることで形成する場合には、めっき浴材料を適用することができる。以上は配線をスクリーン印刷法、めっき法で形成する方法について説明したが、本発明は配線形成方法を限定するものではなく、フォトリソ法、転写法など上記以外の配線形成方法を用いても構わない。また、配線材料に関しても電気伝導性を有する物であれば使用可能で特に制限は無い。
【００４４】
電子放出素子５は電界放出型素子、ＭＩＭ型素子、表面伝導型放出素子などの冷陰極型電子放出素子に加えて熱電子源型電子放出素子も包含する。本発明は放電による異常電流が注入されたり、通常駆動時よりも高い異常電圧が印加されると電子放出特性が不可逆的に損傷してしまう素子、特にアノード電極の電位変動により電子ビームのサイズが変動しやすい冷陰極型電子源に対して有効である。さらに構造が簡単で作製が容易であるがアノード電極の電位変動に対して電子ビームの位置が変動する表面伝導型放出素子に対して有効である。また、放出された電子がアノード電極に照射されるまでの電界により、電子ビームを集束させたり、電子照射位置を制御している形態の画像表示装置において特に有効である。
【００４５】
また、上記説明では電子源基板１０上に格子状の配線群を備える構成を示したが、特にこの形態に限定するものではない。例えば、電子源基板１０には列方向或いは行方向に並んで接続された電子放出素子群を有し、電子源基板１０とは別の構成要素で発光体基板に照射される電子ビームの強度、位置を変調する手段（グリッドなど）を備える構成にも適用可能である。
【００４６】
図７の６はフェースプレートであり、図１の発光体基板６である。該基板には、電子照射により励起されて発光する蛍光体層１を備える発光領域と、非発光領域から構成され、同一形状の繰り返しの１ピッチ内に発光領域と非発光領域をともに備えている。
【００４７】
発光領域の蛍光体層１には電子線励起により発光する蛍光体結晶を使用する。
【００４８】
蛍光体層１の厚さは電子侵入長を決定する加速電圧や蛍光体粒径、蛍光体の充填密度などによって適宜設定される。加速電圧が５ｋＶから１５ｋＶ程度の場合、一般の蛍光体の平均粒径３μｍから１０μｍに対してその１．５倍から３倍の厚さである４．５μｍから３０μｍ、好ましくは５μｍから１５μｍ程度に設定される。蛍光体の発光色に関しては特に制限は無く、全体で単一の蛍光体でも多色の蛍光体を混合したものでも特に制限は無く、本発明のハレーションによる画像ボケを抑止する効果が得られる。特に好ましくは多色の蛍光体を領域ごとに塗り分け、各色の間にリブ構造を備える構造に適用すると画像ボケに加えて混色による画像劣化を防止する効果を発揮する。
【００４９】
蛍光体材料としては例えば「蛍光体ハンドブック」蛍光体同学会編（オーム社発行）に提示してある、従来ＣＲＴなどに用いられている蛍光体などを用いる。ＲＧＢ３原色による画像表示を行うならば例えば赤色発光に対してＹ2Ｏ3：Ｅｕ3+、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、ＹＶＯ4：Ｅｕ3+、Ｚｎ3（ＰＯ4）2：Ｍｎ2+などが用いられる。また、緑色発光ならばＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ2+、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ2+、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ3+、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｔｂ3+が用いられる。また、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ3+、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ2+，Ａｌ、ＬａＯＣｌ：Ｔｂ3+、ＩｎＢＯ3：Ｔｂ3+なども用いられる。青色発光ならばＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ3+、Ｙ2Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12：Ｔｂ3+、ＣａＳ：Ｃｅ、Ｙ3Ａｌ3Ｇａ2Ｏ12：Ｃｅ3+、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+などを用いることができる。
【００５０】
通常の放送画像を表示する場合、ＮＴＳＣ規格で定義されている色領域を再現できる３色の蛍光体を選択することが望ましい。本発明では特に上記蛍光体に限定されるものではなく電子励起により発光する蛍光体であれば適用可能である。また本発明ではメタルバック２と蛍光体層１の密着強度を確保しにくい数μｍから２０μｍ程度の平均粒径の粉体蛍光体とメタルバック２の組合せに対して好適に効果を発揮するが、特にその粒径の粉体蛍光体に限定するものではない。薄膜蛍光体や超微粒子蛍光体を用いても効果を発現する。また発光領域にはこれら電子励起蛍光体以外にコントラスト増強のために微粒子顔料を蛍光体粉体と混合する、或いは蛍光体粉体層とは別にカラーフィルター層として形成してあっても良い。また、この発光領域は、図３（ａ）のように画像を形成するドット単位で区切られた形態であっても、図３（ｂ）のようにストライプ状に連続した領域を形成する形態であってもよい。尚、図３においては、図３（ａ）ではリブ３を格子状に形成することにより、該格子の開口部を発光領域とし、図３（ｂ）ではリブ３をストライプ状に形成することにより、リブ３間のストライプ状の間隙を発光領域としている。尚、図３において、発光領域はメタルバック２が形成されている領域に相当する。
【００５１】
蛍光体層１はスクリーン印刷法、沈降法、電着法、インクジェット法、スピンコート法、マイクロディスペンサー法などにより作製され、併せてフォトリソ法、サンドブラスト法などを組み合わせてパターニングすることが可能である。作製手法によっては蛍光体層１が剥離するのを防止するために蛍光体に結着作用を付与することもある。具体的には、シリカ系、水ガラス系の超微粉末材料、或いは後工程で焼成除去されるＰＶＡなどの樹脂系材料を蛍光体粉体に混合、或いはコーティングして使用することもある。
【００５２】
本発明に係る第１の電極は、メタルバック２としての機能、即ち、蛍光体層１に電子を加速して注入するための加速電圧を印加するアノード電極としての機能を有している。さらに、蛍光体層１において無指向性で発生した光束のうち電子源基板１０側に放出された光を大気側に反射させる光反射機能を併せ持っている。よって係る第１の電極は、蛍光体層１よりも電子源基板１０側に設置されている。メタルバック２の厚さは、電子が蛍光体層１に到達する前にメタルバック２を通過する必要があるので、電子のエネルギー損失、設定されている加速電圧と光の反射効率を考慮して適宜設定される。おおむね加速電圧５ｋＶから１５ｋＶ程度に対して、メタルバック２の厚さは５０ｎｍから３００ｎｍに設定される。またメタルバック２の材料としてはアルミニウムが一般に使用されるが、ガス吸着のためにバリウムやチタンを、また反射電子低減のためにカーボン（グラファイト）やボロンナイトライドを併せて積層しても構わない。
【００５３】
メタルバック２は、蛍光体層１の上にアクリル系、セルロース系或いはそれらを混合した樹脂膜を成膜した後に、真空蒸着法、スパッタリング法などにより成膜する。上記樹脂膜の成膜には、スピンコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、マイクロディスペンサー法などの方法が用いられる。樹脂膜形成の手法によっては樹脂膜形成前に水膜の塗布を伴うこともある。メタルバック２形成後の焼成工程で樹脂膜は焼失或いは分解除去される。
【００５４】
本発明において、発光領域を図３（ｂ）に示すようにストライプ状に構成した場合には、メタルバック２の電位はそれぞれの端部において電圧を供給することで設定できる。また、図３（ａ）に示したように、発光領域をドット状に構成した場合には、個々のメタルバック２は、図４に示すように、非発光領域に形成した高抵抗体９によって互いに接続し、端部において引き出すことで電圧を供給して電位を設定することができる。図４において、（ａ）は一方向において隣接するメタルバック２間に高抵抗体９を配置した構成、（ｂ）はライン状の高抵抗体９を一方向に配置するメタルバック２を共通に接続した構成である。また、（ｃ）は一方向に配置するメタルバック２を囲むように高抵抗体９を形成した構成である。尚、（ｃ）のような構成においては、高抵抗体９に光吸収機能を持たせたものとしても良い。
【００５５】
画像表示時に蛍光体励起に寄与する表示電流はメタルバック２を通して供給されるので、メタルバック２の電位は表示電流とメタルバック２の抵抗値で決まる電圧降下が生じる。この電圧降下が大きいと、輝度の低下、変動、電子ビーム位置、サイズの変動による画質低下が発生してしまうので、これを抑えるためにはメタルバック２の抵抗値は可能な範囲で低い必要がある。但し、異常放電時の放電電流を制限するために可能な範囲で抵抗値を高くして設定される。
【００５６】
上記の２つの相反する条件を共に満たす範囲内でメタルバック２の抵抗値を設定する。非発光領域においてメタルバック２を接続する高抵抗体９の材料としては、後述する第２の電極４と同様の材料を使用できるが、上記抵抗条件の範囲内であれば特にそれに限定されるものではない。
【００５７】
発光領域以外の非発光領域は画像のコントラスト向上のために光吸収物質で形成されていることが望ましい。但し、非発光領域の構成部材全てが光吸収する必要は無く、コントラスト向上のためには画像表示装置外側に近い部分、つまり非発光領域の構成部材のうちガラス基板と接触する部分だけが光吸収材料で構成されていても良い。光吸収材料としては一般に金属酸化物、例えば酸化ルテニウム、酸化クロム、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化モリブデン、酸化コバルト、酸化銅など、或いはカーボンや黒色の金属を使用することができる。これらは蒸着などにより薄膜層として形成した後に、適宜フォトリソ法などにより設定した開口部を有する形状にパターニングしたものを使用することも可能である。また、これら材料を黒色顔料として含有するガラスペーストをスクリーン印刷法によりパターン印刷して形成することもできる。さらには、後述するリブ形成部材に混合してリブ全体を黒色化しても良い。
【００５８】
非発光領域の全体或いは一部分にはメタルバック２より電子源基板１０側に突出した構造物、即ちリブ３が形成されている。リブ３を構成する材料は前述のメタルバック２及び後述の第２の電極４よりも高抵抗な材料を使用する。例えば酸化鉛、酸化ホウ素、酸化アルミ、酸化ケイ素、酸化チタンなどの金属酸化物を含むガラス材料で形成される。リブ３の高さは反射電子の遮蔽効果、メタルバック２の電界強度低減効果、メタルバック２と第２の電極４の結合容量などを鑑みて適宜設定される。概略開口部にある発光領域の幅に対して１／２から１０倍の高さ、例えば発光領域の幅が５０μｍであるならばリブ３の高さは２５μｍから５００μｍの間に設定される。リブ３の開口部の形状は特に矩形（図３（ａ））に限定されるものではなく、長円形であったり、更にはストライプ状（図３（ｂ））であっても構わない。またメタルバック２と第２の電極４間に発生する結合容量低減のためにリブ３をポーラス構造にしたり、凹部を有する構造（図５）を設けたりすることも可能である。
【００５９】
本発明において、第２の電極４を形成する高抵抗材料として酸化ルテニウム、インジウム−錫酸化物、酸化亜鉛、インジウム−亜鉛酸化物、窒化タングステン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化アルミ、酸化銀といった金属酸化物材料を挙げることができる。放電電流を制限する機能を発現する抵抗材料、シート抵抗で１×１０4Ω／□乃至１×１０9Ω／□であれば特に上記材料に限定されるものではない。
【００６０】
メタルバック２及び第２の電極４の形成方法は真空蒸着法、スパッタリング法など各種の真空成膜方法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法など各種の厚膜形成方法及び各種のパターニング法を組み合わせて形成される。パターニング法としては、フォトリソ法、エッチング法、サンドブラスト法などが挙げられる。
【００６１】
リブ３の形成方法としては、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、ダイレクトサンドブラスト法、リフトオフ法、感光性ペースト法、プレス成形法、ウェットエッチング法、凹版転写法、ブレードデフォーミング法などを用いることができる。
【００６２】
それぞれの作製方法で精細度、位置精度、コストなどの利害得失はあるが、本発明の効果を発現させるために特に製法に対する制限はなく、上記の製法以外の製法で形成しても構わない。
【００６３】
電子源基板１０及び発光体基板６はそれぞれ電子放出素子や配線、発光領域や非発光領域などを所望の特性で形成でき、さらに真空容器を形成し、真空度を維持することが可能な材料を適宜選択する。例えばソーダライムガラス基板、石英基板、無アルカリガラス基板、高歪点ガラス、硼珪酸ガラス、鉛ガラス、或いはこれらに酸化珪素膜などの適当なコーティングが施された基板を使用することが可能である。但し、発光体基板６には発光した光束に対して所望の透過特性を持った基板を使用する。
【００６４】
本発明に関する画像表示装置は上記構成部材のほかに、大気圧に対して電子源基板１０と発光体基板６との間隔を所定の間隔に維持するための間隔規定部材（スペーサー２３）、装置内を真空に維持するための外枠２４が用いられる。また、装置内を真空に排気するための排気孔、装置内の真空度を維持するための真空維持部材、メタルバック２に高圧電位を印加するための高圧導入孔及び導入端子Ｈｖなど必要な部材を適宜選択して使用する。
【００６５】
尚、図７においては、電子源基板１０はさらに基板２１上に配置されてリアプレートを構成しているが、電子源基板１０が十分な強度を有する場合には、基板２１は不要であり、電子源基板１０に直接外枠２４を取り付けることができる。
【実施例】
【００６６】
（実施例１）
先ず、図７に示す電子源基板１０を図８−１乃至図８−５に示す工程で作製した。
【００６７】
電子源基板１０にはそれぞれ等間隔で形成した１９２０本の列方向配線２６と４８０本の行方向配線２５がマトリクス状に配置してある。そして、各配線の交差領域に対して１個ずつ表面伝導型電子放出素子２５を計１９２０×４８０個配置したマルチ電子ビーム源を有するものとなっている。行方向配線２５のピッチは４５０μｍ、列方向配線２６のピッチは１５０μｍとした。
【００６８】
（工程−Ｒａ）
洗浄した青板ガラスの表面に、厚さ０．５μｍのＳｉＯ2層をスパッタリングにより形成し、電子源基板１０とした。次いで、電子源基板１０上にスパッタ成膜法とフォトリソ法を用いて表面伝導型電子放出素子の素子電極３１と３２を形成した。材質は５ｎｍのＴｉ、１００ｎｍのＮｉを積層したものである。素子電極間隔は２μｍとした（図８−１）。
【００６９】
（工程−Ｒｂ）
紗と乳剤から形成され所定の開口部を有する孔版を通してスクリーン印刷法によりＡｇペーストを電子源基板１０に転移させ、乾燥、焼成することにより列方向配線２６を形成した。該配線２６は電子放出素子群が形成される領域の外部まで延長され、図７における電子源駆動用配線Ｄｙ１乃至Ｄｙｎとなる。この列方向配線２６の幅は６０μｍ、厚さは約１０μｍとした（図８−２）。
【００７０】
（工程−Ｒｃ）
ＰｂＯを主成分とするガラスバインダーを混合した絶縁ペーストを用い、同じくスクリーン印刷法により絶縁層３３を形成した。これは、列方向配線２６と後述の行方向配線２５の間を電気的に絶縁するもので、厚さ約２０μｍとなるように形成した。尚、素子電極３１と後述の行方向配線２５とを接続するための切り欠きを一部に設けている。（図８−３）。
【００７１】
（工程−Ｒｄ）
上記絶縁層３３を介して列方向配線２６と交差する行方向配線２５をスクリーン印刷法により形成した（図８−４）。行方向配線５の幅は２４０μｍ、厚さは約１０μｍとした。
【００７２】
（工程−Ｒｅ）
上記（工程−Ｒａ）で作製した素子電極３１，３２間にＰｄＯ微粒子よりなる導電性膜３４を形成した。本例では、有機Ｐｄ化合物の溶液をインクジェット法により所望の位置、即ち素子電極３１，３２間のギャップを跨いで対向する両素子電極３１，３２上に塗布し、大気中３００℃、１２分間の焼成を行って形成した（図８−５）。
【００７３】
（工程−Ｒｆ）
画像形成領域の外側に電子源基板１０と発光体基板６との間の間隔を規定する外枠２４、及び所定の間隔で間隔規定部材２３を電子源基板１０上にフリットガラスを用いて固定した。本例では外枠４及び間隔規定部材２３の高さを２ｍｍとした。不図示のゲッターの固定もフリットガラスを用いて同時に行った。
【００７４】
次に、発光体基板の製造工程を図１１−１乃至図１１−２を用いて説明する。本例で作製した発光体基板の断面模式図を図１０に示す。図中、４１はブラックマトリクスである。
【００７５】
（工程−Ｆａ）
洗浄した青板ガラスの表面に、黒色ペースト（ノリタケ製：ＮＰ−７８０３Ｄ）を用いて発光領域のうち所望の領域のみ開口している格子形状をスクリーン印刷し、１２０℃で乾燥後、５５０℃で焼成して厚さ５μｍのブラックマトリクス４１を形成した。開口部のピッチは電子源基板１０と同じく縦４５０μｍ、横１５０μｍとし、開口部のサイズは縦２２０μｍ、横９０μｍとした（図１１−１（ａ））。
【００７６】
（工程−Ｆｂ）
最終的にリブ３の主構造体となる酸化ビスマス系の絶縁ペースト（ノリタケ製ＮＰ７７５３）を、焼成後の膜厚が２００μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させて絶縁ペースト層４２を形成した。この絶縁ペースト層４２に用いた材料をテストパターンに塗布して抵抗値を測定したところ、体積抵抗率が１０×10Ω・ｍ程度であった（図１１−１（ｂ））。
【００７７】
（工程−Ｆｃ）
酸化ルテニウムの高抵抗ペーストを、焼成後の膜厚が１０μｍになるようにスクリーン印刷法にて形成し、１２０℃で１０分乾燥させて高抵抗ペースト層４３を形成した。本例では画像領域全面に高抵抗ペースト層４３を印刷したが、後述するサンドブラスト後の最終形態として残る部分のみの形状を予めパターン印刷しておく手法を用いても構わない。この高抵抗ペースト層４３に用いた材料をテストパターンに塗布して抵抗値を測定したところ、体積抵抗率が１０×１０-1Ω・ｍ程度であった（図１１−１（ｃ））。
【００７８】
（工程−Ｆｄ）
ラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせして該ＤＦＲをパターン露光した。位置合わせは画像形成領域の外部に設けた不図示のアライメント用マークを使用して行った。露光パターンは、（工程−Ｆａ）で形成したブラックマトリクス４１の開口部の長辺と平行に、最終的なリブ３の幅が５０μｍで、リブ３の開口部が、ブラックマトリクス４１の開口部を含む幅１００μｍのストライプ状になるようにした。更にＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施し、所望の位置に開口部を有するサンドブラスト用のマスク４４を形成した（図１１−２（ｄ））。
【００７９】
（工程−Ｆｅ）
次に、ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、ＤＦＲの開口部に合わせて不必要な高抵抗ペースト層４３及び絶縁体ペースト層４２を除去した。
【００８０】
（工程−Ｆｆ）
ＤＦＲを剥離液シャワーにて剥離し、洗浄を行った。
【００８１】
（工程−Ｆｇ）
５３０℃で焼成し、絶縁性のリブ３及び第２の電極４を形成した（図１１−２（ｅ））。
【００８２】
（工程−Ｆｈ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、ストライプ形状の開口部を持つリブ３に合わせてスクリーン印刷法により蛍光体を発光領域に落し込み印刷した。本例ではカラーディスプレイとなるようにＲＧＢ３色の蛍光体をストライプ状に塗り分けた。各蛍光体層１の膜厚は１５μｍとした。３色の蛍光体を印刷後１２０℃で乾燥した。尚、乾燥は各色毎でも３色一括でも構わない。更に、後に結着材として作用する珪酸アルカリ、いわゆる水ガラスを含む水溶液をスプレイ塗布した。
【００８３】
（工程−Ｆｉ）
アクリルエマルジョンをスプレーコート法にて塗布、乾燥し、蛍光体粉体の隙間をアクリル樹脂で埋めた。
【００８４】
（工程−Ｆｊ）
メタルバック２となるアルミニウム膜を蒸着した。この際、ストライプ状に形成されている発光領域に対応した部分のみに開口部を持つメタルマスクを使用し、発光領域のみにメタルバック２を形成した。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした。
【００８５】
（工程−Ｆｋ）
上記（工程−Ｆｉ）で作製したアクリル樹脂層を４５０℃で過熱することにより分解除去した（図１１−２（ｆ））。
【００８６】
尚、発光体基板６にはスルーホールを通して発光体基板６を貫通する高電圧導入端子が設けられ、高電圧導入端子はメタルバック２及び第２の電極４と画像形成領域の端部で接続されている（不図示）。
【００８７】
次に、上記のようにして作製した電子源基板１０と発光体基板６を組み合わせて画像表示装置を組み立てる工程について説明する。
【００８８】
（工程−Ｋａ）
上記（工程−Ｒｆ）で電子源基板１０に接合させた外枠２４を上記の発光体基板６とフリットガラスを用いて接合した。高電圧導入端子及び排気管の接合も同時に行った。尚、電子源基板１０の各電子放出素子２５から放出される電子照射領域と、発光体基板６の各発光領域の位置が正確に対応するように、注意深く位置合わせを行った。
【００８９】
（工程−Ｋｂ）
画像表示装置を、不図示の排気管を介して真空排気装置に接続し、容器内を排気した。容器内の圧力が１０-4Ｐａ以下となったところで、フォーミング処理を行った。フォーミング工程は、各行方向配線に図９に模式的に示すような波高値の漸増するパルス電圧を印加して行った。パルス間隔Ｔ２は１０ｓｅｃとし、パルス幅Ｔ１は１ｍｓｅｃとした。尚、図には示されていないが、フォーミング用のパルスの間に波高値０．１Ｖの矩形波パルスを挿入して電流値を測定して、電子放出素子の抵抗値を同時に測定した。そして、１素子当たりの抵抗値が１ＭΩを超えたところで、その行のフォーミング処理を終了し、次の行の処理に移った。これを繰り返して、全ての行についてフォーミング処理を完了した。このフォーミング処理により素子電極３１，３２間に形成されているＰｄＯ微粒子による導電性膜３４に微小な分断領域が発生した。
【００９０】
（工程−Ｋｃ）
次に活性化処理を行った。この処理に先立ち、上記画像表示装置を２００℃に保持しながらイオンポンプにより排気し、圧力を１０-5Ｐａ以下まで下げた。続いて、アセトンを真空容器内に導入し、圧力が１．３×１０-2Ｐａとなるように導入量を調整した。続いて、行方向配線２５にパルス電圧を印加した。パルス波形は、波高値１６Ｖの矩形波パルスとし、パルス幅は１００μｓｅｃとし、１パルス毎に１２５μｓｅｃ間隔でパルスを加える行方向配線２５を隣の行に切り替え、順次行方向の各配線にパルスを印加することを繰り返した。この処理の結果、（工程−Ｋｂ）で形成した導電性膜３４中の分断領域、即ち電子放出部近傍に炭素を主成分とする堆積膜が形成され、素子電流Ｉｆが大きくなった。
【００９１】
（工程−Ｋｄ）
安定化工程として、真空容器内を再度排気した。排気は、画像表示装置を２００℃に保持しながら、イオンポンプを用いて１０時間継続した。この工程は真空容器内に残留した有機物質分子を除去し、前記炭素を主成分とする堆積膜のこれ以上の堆積を防いで、電子放出特性を安定させるためのものである。
【００９２】
（工程−Ｋｅ）
画像表示装置を室温に戻した後、（工程−Ｋｃ）と同様の方法で、行方向配線２５にパルス電圧を印加した。更に、上記の高電圧導入端子を通じて、メタルバック２に５ｋＶの電圧を印加すると、蛍光体層１が発光した。目視により、全体が同様の輝度で発光しているか、即ち発光しない部分或いは非常に暗い部分がないことを確認し、行方向配線２５及びメタルバック２への電圧の印加をやめ、排気管を加熱溶着して封止した。続いて、高周波加熱によりゲッタ処理を行い、画像表示装置を完成した。
【００９３】
以上のようにして製造された画像表示装置に発光体基板６のメタルバック２と第２の電極４に１０ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。
【００９４】
また、特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させメタルバック２との間の放電を誘発しても、放電電流は十分制限されているので故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【００９５】
（実施例２）
以下に第２の実施例について説明する。電子源基板１０は第１の実施例と同様のものを使用した。本例の発光体基板の断面模式図を図１２に示す。
【００９６】
本例の発光体基板の製造工程を説明する。
【００９７】
（工程−Ｆａ）
洗浄した青板ガラスの表面に、スリットコーターによりブラックマトリクス４１となる黒色ペースト（ノリタケ製：ＮＰ−７８０３Ｄ）を画像形成領域全域にわたって均一に塗布し、１２０℃で乾燥した。厚さは最終的に５μｍとなる厚さで形成した。
【００９８】
（工程−Ｆｂ）
インジウム錫酸化物微粒子を分散させた高抵抗ペーストを用いて、最終的に一直線上に並ぶ隣接したメタルバック２間を電気的に接続するように幅５０μｍのストライプ状の高抵抗体９（図４（ｂ））をスクリーン印刷法により形成した。また膜厚は最終的に１５μｍとなる厚さとした。
【００９９】
（工程−Ｆｃ）
最終的にリブ３の主構造体となる酸化ビスマス系の絶縁ペースト（ノリタケ製ＮＰ７７５３）を、焼成後の膜厚が２００μｍになるようにスリットコーターにて積層し、１２０℃で１０分乾燥させた。
【０１００】
（工程−Ｆｄ）
第２の電極４は酸化ルテニウムの高抵抗ペーストを用いて、平行して並ぶストライプ形状で焼成後の膜厚が１０μｍになる厚さとなるようにスクリーン印刷法にて形成し、１２０℃で１０分乾燥させた。尚、第２の電極４の幅は縦方向のリブ３の幅と同じ６０μｍ幅とした。
【０１０１】
（工程−Ｆｅ）
ラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせしてＤＦＲをパターン露光した。位置合わせは画像形成領域の外部に設けた不図示のアライメント用マークを使用して行った。露光パターンは、リブ３の形状が、（工程−Ｆｄ）で形成したストライプ形状の第２の電極４の間に、最終的に矩形の開口部が多数並ぶ格子状であり、開口部のサイズが縦２２０μｍ、横９０μｍとなるようにした。更にＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施し、所望の位置に開口部を有するサンドブラスト用のマスクを形成した。
【０１０２】
（工程−Ｆｆ）
ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、ＤＦＲの開口部に合わせて不必要な絶縁ペーストと黒色ペーストを除去し、リブ３とブラックマトリクス４１を形成した。
【０１０３】
（工程−Ｆｇ）
ＤＦＲを剥離液シャワーにて剥離し、洗浄を行った。
【０１０４】
（工程−Ｆｈ）
５３０℃で焼成した。
【０１０５】
（工程−Ｆｉ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、格子形状のリブ３の開口部に合わせてスクリーン印刷法により蛍光体を発光領域に落し込み印刷した。本例ではカラーディスプレイとなるようにＲＧＢ３色の蛍光体を所定の配置となるように塗り分けた。各蛍光体層１の膜厚は１５μｍとした。３色の蛍光体を印刷後１２０℃で乾燥した。更に、後に結着材として作用する珪酸アルカリ、いわゆる水ガラスを含む水溶液をスプレイ塗布した。
【０１０６】
（工程−Ｆｊ）
アクリルエマルジョンをスプレーコート法にて塗布、乾燥し、蛍光体粉体の隙間をアクリル樹脂で埋めた。
【０１０７】
（工程−Ｆｋ）
蛍光体層１上にメタルバック２となるアルミニウム膜を蒸着した。この際、矩形の発光領域に対応した部分のみに開口部を持つメタルマスクを使用し、発光領域のみにメタルバック２を形成した。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした。
【０１０８】
（工程−Ｆｌ）
（工程−Ｆｉ）で作製したアクリル樹脂層を４５０℃で過熱することにより分解除去した。
【０１０９】
上記のようにして作製した発光体基板６と実施例１で作製した電子源基板１０との組立は、実施例１と同様にし、画像表示装置を作製した。
【０１１０】
以上のようにして作製された画像表示装置の発光体基板６のメタルバック２と第２の電極４に１２ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。
【０１１１】
また、実施例１と同様に特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させ、メタルバック２との間の放電を誘発した。その結果、加速電圧が実施例１よりも高いにもかかわらず、実施例１よりも更に放電電流が制限されていることが確認された。当然ながら故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【０１１２】
（実施例３）
以下に第３の実施例について説明する。電子源基板１０は第１の実施例と同様のものを使用した。
【０１１３】
本例の発光体基板の製造工程を説明する。
【０１１４】
（工程−Ｆａ）
実施例１の（工程−Ｆａ）と同様にして、厚さ５μｍでピッチが縦４５０μｍ、横１５０μｍ、開口部のサイズが縦２２０μｍ、横９０μｍのブラックマトリクスを形成した。
【０１１５】
（工程−Ｆｂ）
実施例２の（工程−Ｆｂ）と同様にして、幅５０μｍのストライプ状の高抵抗体９を形成した。
【０１１６】
（工程−Ｆｃ）
実施例２の（工程−Ｆｃ）と同様にして、リブ３となる絶縁ペースト層を形成した。
【０１１７】
（工程−Ｆｄ）
第２の電極４の幅を２０μｍに変更する以外は、実施例２の（工程−Ｆｄ）と同様にして第２の電極４を形成した。
【０１１８】
（工程−Ｆｅ）
ラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせしてＤＦＲをパターン露光した。位置合わせは画像形成領域の外部に設けた不図示のアライメント用マークを使用して行った。露光パターンは、リブ３が、（工程−Ｆｄ）で形成したストライプ状の第２の電極４の間に、最終的にストライプ状の開口部が並ぶストライプ状であり、開口部の幅（横）が９０μｍとなるようにした。更に、ＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施し、所望の位置に開口部を有するサンドブラスト用のマスクを形成した。
【０１１９】
（工程−Ｆｆ）
ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、ＤＦＲの開口に合わせて不必要な絶縁ペースト層を除去した。
【０１２０】
（工程−Ｆｇ）
ＤＦＲを剥離液シャワーにて剥離し、洗浄を行った。
【０１２１】
（工程−Ｆｈ）
５３０℃で焼成し、リブ３を形成した。
【０１２２】
（工程−Ｆｉ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、ストライプ状のリブ３の開口部に合わせてスクリーン印刷法により蛍光体を発光領域に落し込み印刷した。本例ではカラーディスプレイとなるようにＲＧＢ３色の蛍光体を所定の配置となるように塗り分けた。各蛍光体層の膜厚は１５μｍとした。３色の蛍光体を印刷後１２０℃で乾燥した。更に、後に結着材として作用する珪酸アルカリ、いわゆる水ガラスを含む水溶液をスプレイ塗布した。
【０１２３】
（工程−Ｆｊ）
アクリルエマルジョンをスプレーコート法にて塗布、乾燥し、蛍光体粉体の隙間をアクリル樹脂で埋めた。
【０１２４】
（工程−Ｆｋ）
蛍光体層１上にメタルバック２となるアルミニウム膜を蒸着した。蛍光体層１はストライプ状に作製したが、メタルバック２は発光領域に対応した部分のみに矩形の開口部をもつメタルマスクを使用し、発光領域のみにメタルバック２を形成した。これにより最終的にストライプ状のリブ３に平行して並ぶメタルバック２は（工程−Ｆｂ）で作製したインジウム錫酸化物微粒子からなる高抵抗体９を通して電気的に接続される。またメタルバック２のアルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした。
【０１２５】
（工程−Ｆｌ）
上記（工程−Ｆｉ）で作製したアクリル樹脂層を４５０℃で過熱することにより分解除去した。
【０１２６】
尚、メタルバック２と第２の電極４は分離したままそれぞれ別の高圧導入端子（不図示）を通して外部から通電が可能な形態とした。
【０１２７】
上記のようにして作製した発光体基板６と実施例１で作製した電子源基板１０との組立は、実施例１と同様にし、画像表示装置を作製した。
【０１２８】
以上のようにして作製された画像表示装置に発光体基板６のメタルバック２に１０ｋＶ、第２の電極４に９．５ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。さらに最終的な加速電圧であるメタルバック２への印加電圧を変えることなく、第２の電極４の電圧を調整することで電子ビームの照射位置やサイズを修正することが可能であった。
【０１２９】
また、実施例１と同様に特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させアノード電極との間の放電を誘発した。その結果、実施例１と同様に放電電流が制限されていることが確認され、故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【０１３０】
（実施例４）
以下に第４の実施例について説明する。電子源基板１０は第１の実施例と同様のものを使用した。
【０１３１】
本例の発光体基板の製造工程を説明する。
【０１３２】
（工程−Ｆａ）乃至（工程−Ｆｃ）は実施例２と同様に実施した。
【０１３３】
（工程−Ｆｄ）
第２の電極４となる高抵抗層は酸化ルテニウムの高抵抗ペーストを用いて、平行して並ぶストライプ状で焼成後の膜厚が１０μｍになる厚さとなるようにスクリーン印刷法にて形成し、１２０℃で１０分乾燥させた。尚、第２の電極幅は２０μｍ幅とした。
【０１３４】
（工程−Ｆｅ）
ラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせしてＤＦＲをパターン露光した。位置合わせは画像形成領域の外部に設けた不図示のアライメント用マークを使用して行った。露光パターンは、リブ３が、（工程−Ｆｄ）で形成したストライプ状の第２の電極４の間に、最終的に矩形の開口部が多数並ぶ格子状であり、さらに、第２の電極４に並んで幅２０μｍのストライプ状の凹部がリブ３に形成されるパターンである。更に、ＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施し、所望の位置に開口を有するサンドブラスト用のマスクを形成した。
【０１３５】
（工程−Ｆｆ）
ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、ＤＦＲの開口部に合わせて不必要な絶縁ペーストと黒色ペーストを除去した。
【０１３６】
（工程−Ｆｇ）
ＤＦＲを剥離液シャワーにて剥離し、洗浄を行った。
【０１３７】
（工程−Ｆｈ）
５３０℃で焼成した。
【０１３８】
（工程−Ｆｉ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、格子形状のリブ３の開口部に合わせてスクリーン印刷法により蛍光体を発光領域に落し込み印刷した。本例ではカラーディスプレイとなるようにＲＧＢ３色の蛍光体を所定の配置となるように塗り分けた。各蛍光体層１の膜厚は１５μｍとした。３色の蛍光体を印刷後１２０℃で乾燥した。更に、後に結着材として作用する珪酸アルカリ、いわゆる水ガラスを含む水溶液をスプレイ塗布した。
【０１３９】
（工程−Ｆｊ）
アクリルエマルジョンをスプレーコート法にて塗布、乾燥し、蛍光体粉体の隙間をアクリル樹脂で埋めた。
【０１４０】
（工程−Ｆｋ）
蛍光体層１上にメタルバック２となるアルミニウム膜を蒸着した。この際、矩形の発光領域に対応した部分のみに開口部を持つメタルマスクを使用し、発光領域のみにメタルバック２を形成した。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした。
【０１４１】
（工程−Ｆｌ）
上記（工程−Ｆｉ）で作製したアクリル樹脂層を４５０℃で過熱することにより分解除去した。
【０１４２】
上記のようにして作製した発光体基板６と実施例１で作製した電子源基板１０との組立は、実施例１と同様にし、画像表示装置を作製した。
【０１４３】
以上のようにして作製された画像表示装置の発光体基板６のメタルバック２と第２の電極４に１０ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。
【０１４４】
また、実施例２と同様に特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させメタルバック２との間の放電を誘発した。その結果、実施例２よりも更に放電電流が制限されていることが確認され、当然ながら故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【０１４５】
（実施例５）
以下に第５の実施例について説明する。電子源基板１０は第１の実施例と同様のものを使用した。
【０１４６】
本例の発光体基板の製造工程を説明する。
【０１４７】
（工程−Ｆａ）
洗浄した青板ガラスの表面に感光性黒色ペースト（太陽インキ製：ＲＰＨ−２００  ＰＢＰ６）を用いてスリットコーターにより画像形成領域に均一な層を形成し乾燥させた。その後、発光領域のみ開口している露光用クロムマスクを用いて１画素ごとに楕円状の開口部を有する黒色感光層を露光し、現像、焼成処理を施して楕円形の開口部が格子状に並ぶブラックマトリクスを作製した。
【０１４８】
（工程−Ｆｂ）
次にインジウム錫酸化物微粒子を分散させた高抵抗ペーストを用いて、最終的に一直線上に並ぶ隣接したメタルバック間を電気的に接続するように幅５０μｍのストライプ状の高抵抗体をスクリーン印刷法により形成した。膜厚は最終的に１５μｍの厚さとなる厚さとした。
【０１４９】
（工程−Ｆｃ）
次に以下の組成からなるポーラス構造のリブ用のペーストを用いて焼成後の膜厚が２００μｍになるようにスリットコーターにて塗布し、１２０℃で１０分乾燥させた。
ＰｂＯ：８質量％、Ｂ2Ｏ3：５質量％、ＺｎＯ：５質量％、ＴｉＯ2：３０質量％、その他酸化物：２質量％、ＢＣＡ（溶剤）：４０質量％、セルロース系樹脂：１０質量％
【０１５０】
（工程−Ｆｄ）乃至（工程−Ｆｌ）
実施例３と同様に実施した。
【０１５１】
上記のようにして作製した発光体基板６と実施例１で作製した電子源基板１０との組立は、実施例１と同様にし、画像表示装置を作製した。
【０１５２】
以上のようにして作製された画像表示装置の発光体基板６のメタルバック２と第２の電極４に１０ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。
【０１５３】
また、実施例２と同様に特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させ、メタルバック２との間の放電を誘発した。その結果、実施例２よりも更に放電電流が制限されていることが確認された。当然ながら故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【０１５４】
（実施例６）
以下に第６の実施例について説明する。電子源基板１０は第１の実施例と同様のものを使用した。本例の発光体基板の断面模式図を図１３に示す。図中の５１は絶縁体である。
【０１５５】
本例の発光体基板の製造工程を説明する。
【０１５６】
（工程−Ｆａ）乃至（工程−Ｆｄ）
実施例２と同様に実施した。
【０１５７】
（工程−Ｆｅ）
最終的に第２の電極４を絶縁体５１が覆うように、上記（工程−Ｆｃ）で使用したペーストと同じ絶縁ペーストを、厚さ５μｍとなるように積層した。
【０１５８】
（工程−Ｆｆ）
ラミネータ装置を使用してドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼付し、露光用クロムマスクを所定の位置に位置合わせしてＤＦＲをパターン露光した。位置合わせは画像形成領域の外部に設けた不図示のアライメント用マークを使用して行った。露光パターンは、リブ３が、（工程−Ｆｄ）で形成したストライプ形状の第２の電極４の間に、最終的に矩形の開口部が多数並ぶ格子状であり、開口部のサイズを縦２２０μｍ、横９０μｍとなるようにした。更にＤＦＲの現像液、リンスのシャワー処理、及び乾燥を施し、所望の位置に開口部を有するサンドブラスト用のマスクを形成した。
【０１５９】
（工程−Ｆｇ）
ＳＵＳ粒を砥粒としたサンドブラスト法により、ＤＦＲの開口部に合わせて不必要な絶縁ペースト、黒色ペーストを除去した。
【０１６０】
（工程−Ｆｈ）
ＤＦＲを剥離液シャワーにて剥離し、洗浄を行った。
【０１６１】
（工程−Ｆｉ）
５３０℃で焼成した。
【０１６２】
（工程−Ｆｊ）
ＣＲＴの分野で用いられているＰ２２蛍光体を分散したペーストを用い、格子形状のリブ３の開口部に合わせてスクリーン印刷法により蛍光体を発光領域に落し込み印刷した。本例ではカラーディスプレイとなるようにＲＧＢ３色の蛍光体を所定の配置となるように塗り分けた。各蛍光体層１の膜厚は１５μｍとした。３色の蛍光体を印刷後１２０℃で乾燥した。更に、後に結着材として作用する珪酸アルカリ、いわゆる水ガラスを含む水溶液をスプレイ塗布した。
【０１６３】
（工程−Ｆｋ）
アクリルエマルジョンをスプレーコート法にて塗布、乾燥し、蛍光体粉体の隙間をアクリル樹脂で埋めた。
【０１６４】
（工程−Ｆｌ）
蛍光体層１上にメタルバック２となるアルミニウム膜を蒸着した。この際、矩形の発光領域に対応した部分のみに開口部を持つメタルマスクを使用し、発光領域のみにメタルバック２を形成した。アルミニウムの膜厚は１００ｎｍとした。
【０１６５】
（工程−Ｆｍ）
（工程−Ｆｋ）で作製したアクリル樹脂層を４５０℃で過熱することにより分解除去した。
【０１６６】
上記のようにして作製した発光体基板６と実施例１で作製した電子源基板１０との組立は、実施例１と同様にし、画像表示装置を作製した。
【０１６７】
以上のようにして作製された画像表示装置の発光体基板６のメタルバック２と第２の電極４に１３ｋＶの電圧を印加し、電子源基板１０の各配線２５，２６に映像に対応する素子駆動信号を印加して画像表示させた。その結果、輝度が高く、ハレーションによる混色が少なく、且つ異常放電による欠陥が発生せず、どのような映像信号に対しても電子ビームの変動が小さく、輝度の変動による妨害感の無い良好な画像を表示することができた。
【０１６８】
また、実施例１と同様に特定の素子に過剰な電圧を印加して過剰電流による素子破壊を発生させ、メタルバック２との間の放電を誘発した。その結果、加速電圧が実施例１よりも高いにもかかわらず、実施例１よりも更に放電電流が制限されていることが確認された。当然ながら故意に破壊した素子以外の周辺素子は全く異常を来たすことは無かった。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の画像表示装置の好ましい実施形態の一部の断面模式図である。
【図２】本発明に係る蛍光体層とメタルバックの近傍の拡大断面模式図である。
【図３】本発明に係る発光領域の形状を示す平面模式図である。
【図４】本発明に係るメタルバックを接続する高抵抗体の形状を示す平面模式図である。
【図５】本発明に係るリブに凹部を形成する形態を示す断面模式図である。
【図６】本発明に係る好ましい第２の電極の形態を示す断面模式図である。
【図７】本発明の画像表示装置の一実施形態の表示パネルの構成を模式的に示す斜視図である。
【図８−１】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を示す平面模式図である。
【図８−２】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を示す平面模式図である。
【図８−３】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を示す平面模式図である。
【図８−４】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を示す平面模式図である。
【図８−５】本発明の実施例の電子源基板の製造工程を示す平面模式図である。
【図９】本発明の実施例で電子放出素子の製造に用いたフォーミング電圧の波形を示す図である。
【図１０】本発明の実施例で作製した発光体基板の断面模式図である。
【図１１−１】本発明の実施例の発光体基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図１１−２】本発明の実施例の発光体基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図１２】本発明の実施例の発光体基板の断面模式図である。
【図１３】本発明に係る発光体基板の好ましい形態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  蛍光体
２  メタルバック（第１の電極）
３  リブ
４  第２の電極
５  電子放出素子
６  発光体基板
８  電子軌道
９  高抵抗層
１０  電子源基板
１１  凹部
【図１】
2010080296.tif 000003
【図２】
2010080296.tif 000004
【図３】
2010080296.tif 000005
【図４】
2010080296.tif 000006
【図５】
2010080296.tif 000007
【図６】
2010080296.tif 000008
【図７】
2010080296.tif 000009
【図８−１】
2010080296.tif 000010
【図８−２】
2010080296.tif 000011
【図８−３】
2010080296.tif 000012
【図８−４】
2010080296.tif 000013
【図８−５】
2010080296.tif 000014
【図９】
2010080296.tif 000015
【図１０】
2010080296.tif 000016
【図１１−１】
2010080296.tif 000017
【図１１−２】
2010080296.tif 000018
【図１２】
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【図１３】
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