(57)【要約】【課題】  放電の発生をより確実に抑制しえる新規な画像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  フェースプレートの、アノードと給電電極との間の部分に、該アノードよりも低電位に規定された電極を更に有し、板状スペーサの長手方向の端部が、前記低電位に規定された電極と重なるように前記アノードと前記給電電極との間に位置している画像表示装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子を有するリアプレートと、
抵抗性のアノードと、前記アノードを囲むように該アノードの外側に位置し該アノードと電源とを電気的に接続する給電電極とを有し、前記アノードが前記電子放出素子に対向するように前記リアプレートと対向して位置するフェースプレートと、
前記リアプレートと前記フェースプレートとの間に配置され、長手方向の端部が前記アノードの外側に位置するようにアノードを横切る板状スペーサと
を有する画像表示装置であって、
前記フェースプレートの、前記アノードと前記給電電極との間の部分に、該アノードよりも低電位に規定された電極を更に有し、前記板状スペーサの長手方向の端部は、前記低電位に規定された電極と重なるように前記アノードと前記給電電極との間に位置していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記低電位に規定された電極は、絶縁層で覆われ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】
前記給電電極は、絶縁層で覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記アノードは、行列状に位置する複数の導電部材と、前記複数の導電部材を互いに接続する抵抗体とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記フェースプレートは、前記給電電極を囲むように該給電電極の外側に位置し該アノードよりも低電位に規定された電極を更に有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記抵抗性のアノードの単位長さあたりの抵抗値は、前記給電電極の単位長さあたりの抵抗値の１０００倍以上大きいことを特徴とする請求項１から５の何れか１項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、フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）などの電子線を利用した画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子からの放出電子を発光部材に照射させて画像を表示する表示装置においては、輝度向上を目的として、電子を充分加速させて発光部材に照射させることが望まれる。そのため、アノードには高電圧を印加する必要があるが、近年の表示装置の薄型化に伴い、リアプレートの電子放出素子とフェースプレートのアノードとの間で放電が生じる場合がある。
【０００３】
この放電の対策として、抵抗性のアノード（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ａｎｏｄｅ）を用いた表示装置が知られており、特許文献１には、抵抗性のアノードの互いに対向する２辺と接続するように複数の給電電極を設け、この給電電極を介してアノードと電源とを接続する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２０６２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１の構成の場合、複数の給電電極をアノードの周りに設けてアノードに給電するため、電源も給電電極の数に応じて必要になり、構成が複雑であった。本発明は、構成を複雑化することなく、放電の発生をより確実に抑制しえる新規な画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する、本願発明は、電子放出素子を有するリアプレートと、抵抗性のアノード（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ａｎｏｄｅ）と、前記アノードを囲むように該アノードの外側に位置し該アノードと電源とを接続する給電電極とを有し、前記アノードが前記電子放出素子に対向するように前記リアプレートと対向して位置するフェースプレートと、前記リアプレートと前記フェースプレートとの間に配置され、長手方向の端部が前記アノードの外側に位置するようにアノードを横切る板状スペーサとを有する画像表示装置であって、前記フェースプレートの、前記アノードと前記給電電極との間の部分に、該アノードよりも低電位に規定された電極を更に有し、前記板状スペーサの長手方向の端部は、前記低電位に規定された電極と重なるように前記アノードと前記給電電極との間に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複雑な構成をとることなく、良好な画像を表示することができる。また、特に放電の発生原因となりやすいスペーサ端部における放電を確実に防止することができる。また大規模な放電を招く恐れがある、給電電極部での放電を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本実施の形態の画像表示装置１の全体概要を示す図で、内部構成を示すために画像表示装置の一部を切り欠いた斜視図である。図２は、図１のＢ−Ｂ線で切断した際の断面図であり、図３の（ａ）は画像表示装置を構成するフェースプレート２をリアプレート３側から見た図であり、図３の（ｂ）はリアプレート３をフェースプレート２側から見た図である。フェースプレート２の表面には、抵抗性のアノード１７と、この抵抗性のアノード１７の外側に、抵抗性のアノード１７を囲むように給電電極２１を有している。給電電極２１は外部の電源２６と接続しており、電源２６は給電電極２１を介して抵抗性のアノード１７と電気的に接続している。また、フェースプレート２の表面には、抵抗性のアノード１７と給電電極２１との間に、抵抗性のアノード１７よりも低電位に規定された電極２４を更に有している。尚、本実施の形態においては、図３の（ａ）に示すように、抵抗性のアノード１７は抵抗性のアノード１７を囲むように位置する給電電極２１と２辺において接続している。
【０００９】
一方、リアプレート３上には、電子放出素子１８を有している。尚、本実施の形態では、図３の（ｂ）に示すように電子放出素子１８を複数有し、複数の電子放出素子１８は走査配線１９ａと情報配線１９ｂとでマトリクス状に接続されている。
【００１０】
リアプレート３とフェースプレート２との間には、抵抗性のアノード１７を横切るように板状のスペーサ４０が配置されている。板状スペーサ４０は、その長手方向の端部４０１が抵抗性のアノード１７よりも外側に位置している。尚、板状スペーサの長手方向の端部４０１とは、図２におけるＸ方向の端部を意味する。
【００１１】
本実施の形態においては、図２及び図３の（ａ）に示すように、給電電極２１は、抵抗性のアノード１７を囲むように位置しているので、少数の電源２６（例えば１つの電源）でも、抵抗性のアノード１７の複数箇所（図３の（ａ）では２箇所）に給電することが可能となる。これによって、抵抗性のアノードに電子放出素子から放出された電子が流れる際に生じるアノード内での電圧降下を低減することが可能となり、結果、１つの電源を用いた場合でも表示画像の発光輝度のむらを低減することが可能となる。また、抵抗性のアノード１７を横切るように配置しえる板状スペーサ４０を用いることで、スペーサの設置本数を減らすことが出来るため、画像表示装置の複雑化を防止しえる。
【００１２】
一方、板状スペーサ４０が抵抗性のアノード１７を横切るように位置しているので、板状スペーサ４０が給電電極２１を横切ったり、また横切らないまでも、板状スペーサ４０の長手方向の端部４０１が給電電極と重なる位置関係となる可能性がある。これについて、図４の（ａ）と図４の（ｂ）を用いて説明する。
【００１３】
図４の（ａ）と図４の（ｂ）は本発明を採用していない画像表示装置の一例を示す図であり、フェースプレートとスペーサとの位置関係を示す部分拡大断面図である。図４の（ａ）、（ｂ）において、図２と同じ構造については同じ番号を付している。図４の（ａ）は板状スペーサ４０が給電電極２１を横切る場合であり、図４の（ｂ）は板状スペーサ４０の長手方向の端部４０１が給電電極２１と重なる場合である。いずれの場合も、図に示すように板状スペーサ４０と給電電極２１とが当接せずに微小ギャップを隔てて位置すると、板状スペーサ４０と給電電極２１との間で放電が生じる場合がある。特に、図４の（ｂ）のように、板状スペーサ４０の長手方向の端部４０１が給電電極２１と重なりながら微小ギャップを形成している場合には、スペーサの長手方向の端部４０１には、複数の面（スペーサの、フェースプレートに対向する面（図のＸＹ面）、長手方向の端面（図のＹＺ面）、及び側面（図のＸＺ面））が交差して出来る突起部４０２があるので、電界が集中しやすく、特に放電が生じやすい。更に、給電電極２１は、電極ゆえ、電流制限が利かず、放電が生じた際には大規模放電となる。
【００１４】
しかし、本実施の形態では、図２に示すように抵抗性のアノード１７と給電電極２１との間に、アノードよりも低電位に規定された電極２４を有し、そして板状スペーサ４０は、長手方向の端部４０１が低電位に規定された電極２４と重なるように位置している。これによって、電界集中しやすい板状スペーサ４０の長手方向の端部４０１を低電位領域内におさめることができるため、板状スペーサ４０の端部とフェースプレート上の高電圧の印加された部材（抵抗性のアノード１７や給電電極２１）との間で発生する放電を確実に防止できる。特に、給電電極２１と板状スペーサ４０との間で放電が生じた場合は、給電電極２１には電流を制限する抵抗成分がないので、放電の規模が大きくなりやすい。しかし本実施の形態のように、大規模放電につながる給電電極２１を、低電位に規定された電極２４の外側に配置することで、給電電極２１によって生じる高電位の領域を、低電位領域の外側に追いやることができ、給電電極２１と板状スペーサ４０との間で発生する放電を確実に防止することができる。
【００１５】
以下に、本実施の形態における各構成部材について、詳細に説明する。
【００１６】
フェースプレート２としては、ガラス等の可視光を透過する部材が使用でき、本実施の形態においては、ＰＤ２００等の高歪み防止ガラスが好適に用いられる。
【００１７】
抵抗性のアノード１７としては、ＩＴＯ等の抵抗体を使用でき、隣接する発光部材間での抵抗値が、１ｋΩ〜１ＧΩとなるのが好ましい。これは、表示装置の画素数にもよるが、後述の給電電極２１の抵抗値と比較すると、抵抗性のアノードの単位長さあたりの抵抗値は、給電電極２１の単位長さあたりの抵抗値の１０００倍以上大きいこととなる。また、抵抗性のアノードとしては、図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、行列状に位置する複数の導電部材１７１と、隣り合う導電部材を接続する抵抗体１７２とから構成されるアノードでもよい。この構成の場合、導電部材としてＣＲＴ等で知られているＡｌ等からなるメタルバックを採用し、これを抵抗体１７２で接続することによって、発光部材１６の発光を効率よく利用して輝度を向上しながら、抵抗体１７２で放電電流抑制ができる。導電部材１７１の厚みは、導電部材１７１を通過して発光部材１６に電子を到達させる必要があるので、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。電源２６の出力電圧が５ｋＶから１５ｋＶの場合には、導電部材１７１の厚さは５０［ｎｍ］から３００［ｎｍ］に設定される。
【００１８】
抵抗性のアノード１７とフェースプレート２との間には発光部材１６と遮光部材１１とが配置される。発光部材１６としては、電子線励起により発光する蛍光体結晶を使用することができる。蛍光体の具体的な材料としては、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）に記載された、従来のＣＲＴなどに用いられている蛍光体材料などを用いることができる。蛍光体の厚さは加速電圧や蛍光体の粒径、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である３［μｍ］から１０［μｍ］に対してその１．５倍から３倍の厚さである４．５［μｍ］から３０［μｍ］、好ましくは５［μｍ］から１５［μｍ］程度に蛍光体の厚さが設定される。遮光部材１１としては、ＣＲＴ等で公知のブラックマトリクス構造を採用でき、一般に、黒色の金属、黒色の金属酸化物、又は、カーボンなどで構成される。黒色の金属酸化物としては、たと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、酸化銅などが挙げられる。尚、抵抗性のアノードとして、上述のＩＴＯを用いた場合には、発光部材１６、遮光部材１１は、アノードの上に形成してもよい。
【００１９】
給電電極２１としては、金属等の導電物であれば特に限定はないが、電源２６から高電圧を供給したときに、給電電極２１自体での電圧降下を低くするため、電源２６との接続部から最も離れた部分との間の抵抗値が１［ＫΩ］以下に設定されているのが好ましい。
【００２０】
低電位に規定された電極２４は、抵抗性のアノード１７よりも低電位に規定され、好ましくは、ＧＮＤ電位に規定される。尚、本実施の形態においては、給電電極２１の外側に、低電位に規定された第二の電極２３を更に有している。この構成の場合、側壁１４を低電位領域に収めることが出来、側壁１４と給電電極２１との間で生じる放電も防止できるため、好ましい。
【００２１】
尚、図６の（ａ）、（ｂ）のように、放電電流をより抑制するために、接続抵抗２５を給電電極２１と抵抗性のアノード１７との間に設けても良い。この場合、接続抵抗２５の抵抗値としては、０．１〜１０［ＭΩ］の範囲で設定すると良い。
【００２２】
次に、リアプレート３について説明する。図２、図３の（ｂ）に示すようにリアプレート３の内面には、発光部材１６を励起発光させるための電子を放出する複数の電子放出素子１８が設けられている。電子放出素子１８としては、例えば、表面伝導型放出素子が好適に使用できる。また、リアプレート３の内面上には、各電子放出素子１８に駆動電圧を与えるための、複数の走査配線１９ａと複数の情報配線１９ｂが設けられている。
【００２３】
板状スペーサ４０は、ガラス等の絶縁物や、絶縁物に導電性部材を混合した部材等で構成される。また、表面を抵抗部材で被覆した構成でもよい。このようにスペーサに僅かな導電性を持たせた場合、スペーサの帯電が防止でき、好ましい。
【００２４】
以上説明したフェースプレート２とリアプレート３との間に、板状スペーサ４０を配置し、フェースプレート２とリアプレート３との周縁部分を側壁１４を介して接合することで、画像表示装置１を形成する。
【００２５】
このように形成した画像表示装置１に画像を表示する場合、給電電極２１を介して抵抗性のアノード１７に電圧を印加するとともに、走査配線１９ａと情報配線１９ｂを介して電子放出素子１８に駆動電圧を与え、任意の電子放出素子１８から電子ビームを放出させる。電子放出素子から放出された電子ビームは、加速されて発光部材１６に衝突する。これにより、発光部材１６が選択的に励起されて発光し、画像が表示される。
【００２６】
尚、給電電極２１は，図３の（ａ）や図６の（ａ）に示すような、抵抗性のアノード１７の周囲を完全に囲む構成に限らず、図６の（ｂ）示すように，抵抗性のアノード１７に対して，３辺の周囲に位置して囲む構成でもよい。この場合は、他の構成部材のレイアウト上の制約を緩和することができる。尚、この場合、給電電極２１のない部分（図中の左端）においては、低電位に規定された電極２４，２３は必ずしも必要ない。
【００２７】
また、図５の（ａ）に示すように，低電位に規定された電極２４を絶縁層２７でカバーした構成が好ましい．この構成によって、給電電極２１と低電位に規定された電極２４との間での放電をより確実に防止できる。
【００２８】
又、給電電極２１を絶縁層で覆う構成にしても良い。この場合、給電電極２１周辺での放電を確実に防止できる。さらに好ましくは、図５の（ｂ）に示すように、給電電極２１と、低電位に規定された電極２４と、更には低電位に規定された第二電極２３とを絶縁層２７で覆うと良い。この場合、側壁１４を含めた、画像表示装置１の周縁部分の放電をより確実に防止できる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
以下、本発明における第１の実施例について説明する。尚、リアプレート及び画像表示装置の全体構成については、上述の実施態様にて説明済ゆえ、本実施例の特徴部分のみを説明する。図６の（ａ）は、本実施例のフェースプレートをリアプレート側から見た図である。
【００３０】
フェースプレート２には高歪み点ガラスを用い、その表面に、カーボンブラックからなる遮光部材１１と、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体からなる発光部材１６とを形成した。そして各発光部材１６上にＡｌからなる導電部材１７１を、また、隣接する導電部材１７１を接続するように、遮光部材１１上に酸化ルテニウムからなる抵抗体１７２を形成し、導電部材１７１と抵抗体１７２とからなる抵抗性アノード１７を形成した。尚、抵抗体１７２の抵抗値は２００ｋΩとした。そして、導電部材１７１と抵抗体１７２とからなる抵抗性のアノード１７を囲むように、抵抗体１７２と接続抵抗２５を介して接続する、Ａｇからなる給電電極２１を形成した。また、給電電極２１と抵抗性アノード１７との間の部分と、給電電極２１の外側の部分とに、カーボンブラックからなる第一の電極２４、第二の電極２３をそれぞれ形成した。
【００３１】
このようにして形成したフェースプレート２と上述の実施態様で説明したリアプレート３との間に、抵抗性アノード１７を横切るように板状のスペーサ４０を配置させて、上述の画像表示装置を形成した。この際、図２に示すように、板状スペーサ４０の長手方向端部が、第一の電極２４と重なるように、充分な位置あわせを行った。尚、板状スペーサ４０は、高歪み点ガラスを、タングステンとゲルマニウムとの窒化物からなる半導電性の膜で被膜した物を用いた。
このようにして形成した画像表示装置の、走査配線に−１０Ｖ、情報配線に＋１０Ｖを印加し、また電源２６から給電電極２１を介して抵抗性アノード１７に１２ｋＶを印加して画像を表示した。また、第一の電極２４及び第二の電極２３には０Ｖを印加した。
【００３２】
そして、画像表示を一万時間以上連続して行ったが、画像表示装置内で放電は確認されなかった。
【００３３】
又、表示装置の中央部における輝度は、周縁部における輝度に対して僅か１．２％の低下にとどまっていた。
【００３４】
これに対し、抵抗性アノードを囲むように位置する給電電極を用いずに、抵抗性アノードの１辺のみから給電するフェースプレートを用いた場合、表示装置の中央部における輝度は、周辺部における輝度に対して５％低下しており、良好な表示画像をえることが出来なかった。また、抵抗性のアノードを囲むように位置する給電電極を用いたフェースプレートであっても、板状スペーサが給電電極をも横切るように位置する場合には、表示装置内で放電が頻発し、動作が安定しなかった。
【００３５】
このように、本実施例においては、複雑な構成をとることなく、放電の発生を防止するとともに、大幅に輝度の分布を改善することが出来た。
【００３６】
（実施例２）
次に、本発明における第２の実施例について説明する。基本的な構成については実施例１と同様であり、本実施例が実施例１と異なるのは、図６の（ｂ）に示す構成のフェースプレートを用いた点である。本実施例では、図６の（ｂ）に示すように、給電電極２１が、抵抗性アノード１７を３辺でのみ囲んでいる点で、実施例１と異なる。
【００３７】
この様な構成とすることで、実施例１と同等の効果を得るとともに、実施例１の場合と比較して、板状スペーサとフェースプレートとのアライメント精度が緩和されるため、好ましい。
【００３８】
（実施例３）
次に、本発明における第３の実施例について説明する。基本的な構成については実施例１と同様であり、本実施例が実施例１と異なるのは、図５の（ａ）に示すように、第一の電極２４の給電電極２１側の部分を絶縁層２７で覆った点で実施例１と異なる。このような構成とすることで、実施例１よりもより確実に放電を防止することが出来た。具体的には、給電電極２１と第一の電極２４との間の耐圧が１．５倍向上した。尚、実施例２のように、給電電極が抵抗性アノードの３辺でのみ囲んでいる構成においても、第一の電極２４の給電電極２１側の部分を絶縁層で覆った構成が好ましい。この場合も、実施例２よりもより確実に放電を防止できる。
【００３９】
（実施例４）
次に、本発明における第４の実施例について説明する。基本的な構成は実施例３と同様であり、本実施例が実施例３と異なるのは、図５の（ｂ）に示すように、第一の電極２４の給電電極２１側の部分から給電電極２１、第二の電極２３までを絶縁層２７で覆った点で実施例３と異なる。このような構成とすることで、第二の電極２３と側壁１４との間での放電発生をも確実に防止できるので、実施例３よりもより確実に放電を防止することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の画像表示装置の全体概要を示す、切り欠き斜視図。
【図２】図１の部分断面図。
【図３】本発明のフェースプレート及びリアプレートの１例を示す平面図。
【図４】板状スペーサの長手方向の端部と給電電極とが重なる場合を示す図
【図５】実施例３及び４の画像表示装置を示す部分拡大図。
【図６】本発明のフェースプレートの他の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  画像表示装置
２  フェースプレート
３  リアプレート
１７  抵抗性アノード
１８  電子放出素子
２１  給電電極
２３  低電位に規定された第二の電極
２４  低電位に規定された第一の電極
２６  電源
４０  板状スペーサ
４０１  スペーサの長手方向の端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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