(57)【要約】【課題】帯電防止膜を設けずとも、簡易な構成で絶縁性基板の表面の帯電を抑制することのできる画像表示装置を提供する。【解決手段】基板１上の絶縁層４上に電子放出素子５を配置してなる画像表示装置において、アノード電極６の正射影領域であって、絶縁層４の露出面の直下に所定の金属種を含む導電層８を設ける。【選択図】図１
2008010349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）絶縁層と該絶縁層上に設けられた電子放出素子とを備えた第１基板と、（Ｂ）上記電子放出素子に対向するように配置されたアノード電極と発光体層とを備え、上記第1基板に対向配置された第２基板と、を備えた画像表示装置であって、
上記第1基板における上記アノード電極に対向する領域内であって、上記絶縁層の露出面の少なくとも一部の直下に導電層を有し、該導電層が、元素周期表の第３周期に属する金属からなる第１群と、第４周期に属する金属からなる第２群と、第５及び第６周期に属する金属とからなる第３群の中の少なくとも二つの群のそれぞれから選択された金属を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記導電層が、前記第１群と第２群と第３群のそれぞれから選択された金属を含む請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記発光体層が、ＺｎＳを主成分とする蛍光体と、Ｙ2Ｏ2Ｓを主成分とする蛍光体とを備えており、前記導電層が、Ａｌと、ＮｉとＦｅとＴｉの中から選択された少なくとも一種と、ＰｔとＴａの中から選択された少なくとも一種とを含む請求項１又は２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、電子放出素子と、該電子放出素子からの電子ビームが入射するアノード基板とを備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子としては、電界放出型（以下、「ＦＥ型」という。）や、金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」という。）や、表面伝導型の電子放出素子等がある。電子放出素子を絶縁基板上に多数配列した電子源に対向してアノード電極を設けて画像表示装置を構成することが提案されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
上記画像表示装置では、電子放出素子を設けた絶縁性基板の絶縁部分が露出していると、この部分でチャージアップ現象が生じる。このチャージアップへの対策が何ら採られていない場合には、電子放出素子を安定に長時間駆動する事が困難になったり、電子放出素子から放出される電子ビームの軌道が乱されてしまい電子放出特性が経時的に変化する場合がある。
【０００４】
このようなチャージアップによる影響を低減する手段として、例えば、特許文献４に開示されるように、絶縁性基板表面に帯電防止膜と呼ばれる高抵抗な膜を被覆する必要があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３３０６７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１５７８９号公報
【特許文献３】特開平３−２０９４１号公報
【特許文献４】特開２００３−０６８１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
絶縁性基板表面の帯電を抑制するために帯電防止膜を配置すると、成膜工程やパターニング工程など画像表示装置の製造工程が増加したりプロセスが煩雑になってしまう場合が多かった。又、電子放出素子の電子放出部に帯電防止膜の材料が付着するなどすると、電子放出特性の変動をきたしてしまう場合があった。
【０００７】
本発明の課題は、帯電防止膜を設けずとも、簡易な構成で絶縁性基板の表面の帯電を抑制することのできる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、（Ａ）絶縁層と該絶縁層上に設けられた電子放出素子とを備えた第１基板と、（Ｂ）上記電子放出素子に対向するように配置されたアノード電極と発光体層とを備え、上記第1基板に対向配置された第２基板と、を備えた画像表示装置であって、
上記第1基板における上記アノード電極に対向する領域内であって、上記絶縁層の露出面の少なくとも一部の直下に導電層を有し、該導電層が、元素周期表の第３周期に属する金属からなる第１群と、第４周期に属する金属からなる第２群と、第５及び第６周期に属する金属とからなる第３群の中の少なくとも二つの群のそれぞれから選択された金属を含む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。
【００１０】
前記導電層が、前記第１群と第２群と第３群のそれぞれから選択された金属を含む。
【００１１】
前記発光体層が、ＺｎＳを主成分とする蛍光体と、Ｙ2Ｏ2Ｓを主成分とする蛍光体とを備えており、前記導電層が、Ａｌと、ＮｉとＦｅとＴｉの中から選択された少なくとも一種と、ＰｔとＴａの中から選択された少なくとも一種とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、電子放出素子の周囲に露出した絶縁層の少なくとも一部の直下に導電層を配したことにより、駆動時に電子放出素子近傍の絶縁層の帯電が抑制され、安定した照射電流が得られ、表示特性に優れた画像表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
先ず、本発明の原理について説明する。
【００１４】
図２は本発明に係る画像表示装置内部における帯電を説明するための断面模式図である。１は絶縁性の基板（リアプレート）であり、５は電子放出素子である。７は基板（フェースプレート）であり、６はアノード電極である。基板７と基板１との間の空間は、大気圧よりも低い圧力（理想的には真空）に維持されている。尚、画像表示装置では、基板７側に、アノード電極６の他に、蛍光体などの発光体を備えるが、説明を簡略化するために、便宜上、図２では省略してある。
【００１５】
電子放出素子５が配置された絶縁性基板１の表面の帯電要因としては、図２に示すように、
（Ｉ）電子放出素子５からの電子ビームにて、画像表示装置内部に存在するガスがイオン化し、このイオンの基板への突入、
（ＩＩ）電子ビームがアノード電極６に照射されることで発生する反射電子の基板１への入射による２次電子発生、
（ＩＩＩ）電子ビームがアノード電極６に衝突した際に発生したＸ線が基板に入射して光電子が発生（光電効果）、
といった要因が原理的に考えられる。
【００１６】
本発明者は、上記帯電要因のうち、（ＩＩＩ）の前記Ｘ線による光電子の発生が、基板１の帯電に大きく寄与している事をつきとめた。
【００１７】
Ｘ線（フォトン）は物質（基板１の構成物質）内に入射すると物質（基板１の構成物質）との相互作用により減衰していく。この減衰の程度は物質によって、又フォトンのエネルギーによって異なる。
【００１８】
入射するフォトン量をＩ０とすると物質内の深さｔの位置におけるフォトン量Ｉは
Ｉ＝Ｉ０・ｅｘｐ（−ｔ／μ）      〔１〕
で表される。
【００１９】
ここで、μは各物質のＸ線減衰長であり、物質及びフォトンエネルギー、入射角によって決まる値である。
【００２０】
一方物質内で電子が動く距離Ｒは、
Ｒ＝２５０（Ａ／ρ）（Ｅ／Ｚ0.5）n      〔２〕
ｎ＝１．２／（１−０．２９ＬｏｇＺ）
で表される。
【００２１】
Ａ：平均原子番号
ρ：質量密度
Ｚ：１分子あたりの電子数
Ｅ：電子のエネルギー
【００２２】
Ｘ線が物質に入射し、発生した光電子が物質表面から脱出する程度δＸｅは次の式で表現できる。
【００２３】
δＸｅ＝（Ｒ／μ）／４      〔３〕
【００２４】
基板１から電子が失われ、その後電子供給が行なわれないと、上記〔３〕の程度に依存した正の帯電が基板１の表面に生じる。
【００２５】
よって、電子放出素子や配線などの基板１上に設けられる互いに異なる電位が供給される導体同士を電気的に分離するために露出する絶縁性部分は正に帯電してしまう。
【００２６】
この帯電を低減するために、本発明では、図１のようにアノード電極６に対して露出する絶縁層４の表面の少なくとも一部の直下に導電層８を設けて、上記光電効果により電子の失われた絶縁層４に、下部の導電層８から、光電効果を用いて電子を注入させる。
【００２７】
尚、ここでは、基板１と絶縁層４とを別部材で構成した例を示しているが、基板１と絶縁層４とが別部材で構成されなくてもよい。即ち、絶縁性基板１の内部に導電層８が埋め込まれた形態であってもよい。
【００２８】
次に本発明による絶縁性基板１表面の帯電抑制効果について説明する。
【００２９】
図１に示す様に、アノード電極６に対する絶縁層４の露出面の直下に導電層８を配置した構成では、フォトンの照射によって絶縁層４から失われる電子量と、フォトンの照射によって下部の導電層８から放出される電子量は、それぞれ以下の式により見積もられる。
【００３０】
ｔ（Ｉｎｓ）＜Ｒ（Ｉｎｓ）の時
Ｇｅ（Ｉｎｓ）＝Ｉｅ｛１−ｅｘｐ（−ｔ（Ｉｎｓ）／μ（Ｉｎｓ））｝      〔４〕
ｔ（Ｉｎｓ）≧Ｒ（Ｉｎｓ）の時
Ｇｅ（Ｉｎｓ）＝Ｉｅ｛１−ｅｘｐ（−Ｒ（Ｉｎｓ）／μ（Ｉｎｓ））｝      〔５〕
ｔ（ｃｏｎ）＜Ｒ（ｃｏｎ）の時
Ｇｅ（ｃｏｎ）＝（Ｉｅ−Ｇｅ（Ｉｎｓ））・｛１−ｅｘｐ（−ｔ（ｃｏｎ）／μ（ｃｏｎ））｝      〔６〕
ｔ（ｃｏｎ）≧Ｒ（ｃｏｎ）の時
Ｇｅ（ｃｏｎ）＝（Ｉｅ−Ｇｅ（Ｉｎｓ））・｛１−ｅｘｐ（−Ｒ（ｃｏｎ）／μ（ｃｏｎ））｝      〔７〕
【００３１】
Ｇｅ（Ｉｎｓ．）：フォトンの照射によって絶縁層４から失われる電子量
Ｇｅ（ｃｏｎ．）：フォトンの照射によって下部の導電層８から放出される電子量
Ｉｅ：アノード７から絶縁層４表面に入射するフォトン量
ｔ：それぞれの層の厚さ
Ｒ：それぞれの電子飛程
【００３２】
又、ここでは式を簡便にするために、アノード７からのフォトンの入射角度を９０°、光電効果によりフォトン１個あたり発生する電子の数を１個とする。
【００３３】
上記のような帯電量の見積り方法をもとに、絶縁層４（この例では酸化シリコン）の厚さを変化させた際に、導電層８の材料に依存して絶縁層４表面の帯電の程度が、どのように変化するかを図３に示す。図３（ａ）と図３（ｂ）ではフォトンエネルギーを変化させている。
【００３４】
図３（ａ），（ｂ）の縦軸の値は、上式の条件を前提としているので、絶対値を含め実際の値とは若干異なる程度であり、導電層８の材料の選定及び各層の厚さの設定の基準として問題ない。
【００３５】
図３のように、フォトンのエネルギーにもよるが絶縁層４の厚みが極端に薄い場合を除き、絶縁層４からの放出電子（Ｇｅ（ＳｉＯ2））のほうが、導電層８から絶縁層４に注入される電子（Ｇｅ（Ｍｅｔａｌ））よりも多く見積もられる事がわかる。よって下部に配置する導電層８としては、できるだけ電子注入能力の大きい（つまり式〔３〕におけるδＸｅの値が大きい）材料を選択する事が絶縁層４の表面の帯電抑制効果を得るために望ましい。
【００３６】
ところで、画像表示装置のフェースプレート（基板７）は、アノード電極６と、蛍光体などの発光体とを少なくとも備える。そのため、電子放出素子から放出された電子は、アノード電極６だけでなく、発光体にも照射される。そのため、このような２種類の材料をフェースプレート側に備えた画像表示装置では少なくとも２種類のエネルギーのフォトンがフェースプレート側から発生することになる。このような場合には、フェースプレート側から発生するフォトンのエネルギーの分布に応じて少なくとも２種類以上の材料を組み合わせて導電層８を構成することが、絶縁層４の表面の帯電を抑制する上で重要である。
【００３７】
例えば、図４の、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔの組合せや、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔの組み合わせで導電層８を構成すれば、広範囲のエネルギーのフォトンに対して絶縁層８の帯電抑制効果が得られることがわかる。勿論、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔの組合せを用いることも可能である。
【００３８】
図５は、アノード電極６としてＡｌとＴｉの積層体を、赤色の発光を得る蛍光体としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕを用い、アノード電極６の８ｋＶの電圧を印加した時に発生するフォトンのエネルギー分布を模式的に示している。Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕはブラウン管用に広く好適に用いられている。そして、図６には、ＡｌとＰｔの２種類からなる導電層８を構成した場合における、ＡｌとＰｔのδＸｅを示している。この組合せを用いれば、絶縁層４にフェースプレート側から発生する各エネルギー帯のフォトンに応じて絶縁層８に電子を供給できることがわかる。
【００３９】
又、図７は、アノード電極６としてＡｌとＴｉの積層体を用い、緑色の発光を得る蛍光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌを用い、アノード電極６に８ｋＶの電圧を印加した時に発生するフォトンのエネルギー分布を模式的に示している。ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌはブラウン管用に広く好適に用いられている。そして、図８には、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔの３種類からなる導電層８を構成した場合における、Ｎｉ、Ａｌ、ＰｔのδＸｅを示している。この組合せを用いれば、絶縁層４に各エネルギー帯のフォトンに対応して電子を供給できることがわかる。
【００４０】
このように、少なくともＡｌを含むアノード電極６と、ＺｎＳとＹ2Ｏ2Ｓをそれぞれ主成分とする蛍光体とを含む蛍光体層と、を備えるフェースプレートを用いた場合には、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔの３種類の金属を少なくとも含む導電層８を用いる。これにより、絶縁層４の帯電を抑制することができることがわかる。ＺｎＳを主成分とする蛍光体としては他に、青色の発光を得る蛍光体としてブラウン管用に広く好適に用いられている蛍光体であるＺｎＳ：Ａｇがある。従って、赤色の発光体としてＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕを用い、青色の発光体としてＺｎＳ：Ａｇを用い、緑色の発光体としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌを用いた場合、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔの導電層を用いれば絶縁層４の帯電を抑制することができる。
【００４１】
尚、ＮｉとＦｅとＴｉは、元素周期表の第４周期に属し、そのδＸｅが似通っているので、上記した組み合わせにおけるＦｅをＮｉ又はＴｉで置き換えることもできる。勿論、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔの組合せや、Ｔｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｔの組合せや、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔの組合せや、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔの組合せの導電層８を用いることも可能である。又、ＰｔとＴａは、元素の周期表の第６周期に属し、そのδＸｅが似通っているので、上述した組合せにおけるＰｔをＴａに置き換えることもできるし、又、上記組合せにＴａを更に加えることもできる。
【００４２】
このように、導電層８を、少なくとも、互いに属する周期が異なる２種類の金属材料を組合せて構成することにより、絶縁層４の帯電を抑制することができる。
【００４３】
図４に、各金属のδＸｅの値を示す。図４に示すように各物質のδＸｅの値はフォトンエネルギーに依存し、フォトンのエネルギーによりδＸｅが最大となる物質が異なることがわかる。δＸｅの値は、各金属の周期表の所属周期によって、おおまかに分けることができる。例えば、第３周期に属するＡｌと、第４周期に属するＮｉ、Ｆｅ、Ｔｉと、第６周期に属するＰｔ、Ｔａとでは、そのδＸｅが最大となるフォトンのエネルギーにかなりの差がある。即ち、第３周期に属する金属同士は似通ったδＸｅ特性を示し、第４周期に属する金属同士は似通ったδＸｅ特性を示す。尚、第５周期に属する金属と第６周期に属する金属同士も似通ったδＸｅ特性を示す。
【００４４】
そのため、第３周期に属する金属から構成される第１群と、第４周期に属する金属から構成される第２群と、第５及び第６周期に属する金属から構成される第３群の中の少なくとも二つの群のそれぞれから選択された少なくとも２種の金属を含む導電層８を用いる。係る二つの群のそれぞれから選択される金属はそれぞれ１種或いは２種以上でも良い。これにより、広範囲のエネルギーのフォトンによる絶縁層８の帯電を抑制することができる。そして、特に好ましくは、上記第１乃至第３群のそれぞれから少なくとも１つづつ選択された少なくとも３種の金属を含む導電層８を用いる。これにより、より広範囲のエネルギーのフォトンによる絶縁層８の帯電を抑制することができる。
【００４５】
図９を用いて、本発明の画像表示装置における導電層８の形状の一例について説明する。図９（ａ）は図９（ｂ）におけるＡ−Ａ’断面であり、図９（ｂ）はアノード電極６側から見た電子源の一部平面図である。図１で説明した部材と同じ部材には図１と同じ番号を付してある。
【００４６】
ここで説明する例では、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いている。２は第１電極、３は第２電極である。９は間隙を備える導電性膜であり、両端の一方が第１電極２に接続され、他方が第２電極３に接続されている。７２と７３は、電極２，３に電位を供給するための配線である。本発明の画像表示装置に用いることのできる電子放出素子としては、前述した電界放出型や、ＭＩＭ型や、表面伝導型など公知の電子放出素子を用いることができる。
【００４７】
基板１は、石英ガラス、Ｎａ等の不純物含有量を減少させたガラス、青板ガラス、シリコン基板等にスパッタ法等により酸化シリコンを積層した積層体、アルミナ等のセラミックスの絶縁性基板を用いることができる。
【００４８】
絶縁層４の材料としては酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミ、フッ化カルシウムなどの高電界に絶えられる耐圧の高い材料であることが望ましい。絶縁層４は、スパッタ法等の一般的な真空成膜法、熱酸化法、陽極酸化法、塗布法等で形成することができる。絶縁層の厚さｄは小さい方が導電層８から絶縁層４への電子の注入能力は上がるが、薄すぎると画像表示装置を駆動させた場合に、電子放出素子（電極２、３）と導電層８との間の容量が大きくなってしまう。実用的には、１００ｎｍ以上から１０μｍ以下の範囲から選択され、更に好ましくは０．５μｍ以上１μｍ以下の範囲から選択される。
【００４９】
電極２及び電極３の材料は、例えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属又は合金材料、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体等の導電性材料から適宜選択される。間隙を備える導電性膜９の材料としては、例えばカーボンや金属或いはこれらの混合物を用いることができる。電極２と電極３との間に、配線７２と７３を介して電圧を印加することで、導電性膜９の一部に設けられた間隙から電子が放出される。
【００５０】
絶縁層４の露出している部分の少なくとも一部の下に導電層８を配置すれば本発明の効果を奏することができる。しかしながら、本発明の効果を顕著に奏するためには、図９（ａ）のように、絶縁層４の露出している部分（導電性部材で表面が覆われていない部分）の下には、全て、電荷注入層としての役割をする導電層８を配置することが好ましい。但し、アノード６の直下（アノードに対向する領域）から外れた位置にある、絶縁層４の露出している部分の下には導電層８を配置しなくてもよい。典型的には、アノード電極６の正射影の領域（アノード電極６の真下）から外れた部分の絶縁層４の下には導電層８を配置しなくてもよい。
【００５１】
又、上記容量の問題を極力無くすために、絶縁層８の露出している部分の下にのみ導電層８を配置し、絶縁層８上に設けられた導電部材（電極２、３や配線７２、７３）と導電層８とが上下で重ならないようにするのが好ましい。尚、前述したｄの値や駆動条件によっては導電層８を全面に配置することもできる。
【００５２】
もし、製造プロセスの都合などで図１０のようにアノード電極６の正射影領域で絶縁層４の露出面直下に導電層８が存在しない領域１０を設ける必要がある場合は、係る領域の幅Ｗを、５０μｍ以下にする事が望ましい。Ｗが大きくなるほど帯電の影響が大きくなる。
【００５３】
本発明における導電層８は、前述した組合せの金属を含んでいればよく、上記組み合わせの金属同士が合金となっていても良いし、それぞれ独立した金属元素の塊が混在しているような状態でもよい。導電層８は、好ましくは、上述した組合せの金属のみで構成されるが、導電層８を構成する主成分が上述した組合せの金属であればよい（導電層８の５０質量％が上述した組合せの金属で占められていればよい）。
【００５４】
又、上記組合せのそれぞれの金属の層が積層されることで構成された積層体を上記導電層８として用いることもできる。但し、積層体で導電層８を構成する場合は、最下層（最も基板１側に位置する層）を除いた層の膜厚が、最下層を除いた残りの層の厚みを、電子飛程Ｒよりも薄く設定する。
【００５５】
導電層８の形成方法は、スパッタ等の一般的な真空成膜法、有機金属溶液の塗布法、ＣＶＤ法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法、インクジェット法等の公知の手法から適宜選択される。
【００５６】
本発明では、電子放出素子を複数個配列して電子源を構成することができる。電子放出素子の配列については、種々のものが採用できる。
【００５７】
図１１を用いて電子放出素子の配列の一例であるマトリクス配列について説明する。図１１において、７１は基板（リアプレート）、７２はＸ方向配線、７３はＹ方向配線である。７４は電子放出素子である。電子放出素子７４はＸ方向及びＹ方向に行列状に複数個配され、同じ行に配された複数の電子放出素子の電極の一方は１つのＸ方向の配線７２に共通に接続され、同じ列に配された複数の電子放出素子の電極の他方は１つのＹ方向の配線に共通に接続される。
【００５８】
ｍ本のＸ方向配線７２は，Ｄx1，Ｄx2…Ｄxmからなり，真空蒸着法，印刷法，スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成することができる。配線の材料、膜厚、巾は、適宜設計される。Ｙ方向配線７３は，Ｄy1，Ｄy2…Ｄynのｎ本の配線よりなり，Ｘ方向配線７２と同様に形成される。これらｍ本のＸ方向配線７２とｎ本のＹ方向配線７３との間には、不図示の層間絶縁層が設けられており、両者を電気的に分離している（ｍ，ｎは，共に正の整数）。
【００５９】
このような単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像形成装置について図１２を用いて説明する。図１２は、画像形成装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、図１２において、７１は電子源基板（リアプレート）、８６はガラス基体８３の内面に蛍光体などの発光体膜８４とアノード電極であるメタルバック８５等が形成されたフェースプレートである。８２は、支持枠であり該支持枠８２には、リアプレート７１、フェースプレート８６がフリットガラス等の接着材を用いて接続されている。８８は外囲器であり、内部が大気圧よりも低い圧力（好ましくは１０-7Ｐａ以上の真空度）に維持されている。７４は電子放出素子に相当し、７２、７３は、電子放出素子の一対の電極（２，３）と接続されたＸ方向配線及びＹ方向配線である。５は電子放出部である。
【００６０】
各電子放出素子７４に、配線７２、７３を介して電圧を印加することにより、電子放出素子７４から電子が放出する。高圧端子８７を介してメタルバック８５に５ｋＶ以上３０ｋＶ以下（好ましくは１０ｋＶ以上２５ｋＶ以下）の高電圧を印加する。電子放出素子から放出された電子は、発光体膜８４に衝突し、発光が生じて画像が表示される。尚、フェースプレート８６と基板７１との間隔は１ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定される。この様にする事で、選択した電子放出素子から放出された電子は、メタルバック８５を透過し、発光体膜８４に衝突する。そして蛍光体を励起・発光させることで画像を表示する。
【００６１】
又、図１２を用いて説明した本発明の外囲器（ディスプレイパネル）８８を用いて情報表示再生装置を構成することができる。
【００６２】
具体的には、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信号を、ディスプレイパネル８８に出力してスクリーンに表示又は再生させる。上記受信装置は、テレビジョン放送などの放送信号を受信することができる。又、上記選曲した信号に含まれる信号としては、映像情報、文字情報及び音声情報の少なくとも１つを指す。尚、上記「スクリーン」は、図１２で示したディスプレイパネル８８においては、発光体膜８４に相当すると言うことができる。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。又、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、ディスプレイパネル８８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。
【００６３】
又、映像情報又は文字情報をディスプレイパネル８８に出力してスクリーンに表示及び／或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、ディスプレイパネル８８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、ディスプレイパネル（Ｃ１１）の駆動回路（Ｃ１２）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、駆動回路からディスプレイパネル８８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。
【００６４】
図１３は、本発明の画像表示装置を用いたテレビジョン装置のブロック図である。受信回路（Ｃ２０）は、チューナーやデコーダ等からなり、衛星放送や地上波等のテレビ信号、ネットワークを介したデータ放送等を受信し、復号化した映像データをＩ／Ｆ部（インターフェース部）（Ｃ３０）に出力する。Ｉ／Ｆ部（Ｃ３０）は、映像データを表示装置の表示フォーマットに変換して上記ディスプレイパネル（Ｃ１１）に画像データを出力する。画像表示装置（Ｃ１０）は、ディスプレイパネル（Ｃ１１）、駆動回路（Ｃ１２）及び制御回路（Ｃ１３）を含む。制御回路は、入力した画像データに表示パネルに適した補正処理等の画像処理を施すとともに、駆動回路（Ｃ１２）に画像データ及び各種制御信号を出力する。駆動回路（Ｃ１２）は、入力された画像データに基づいて、ディスプレイパネル（Ｃ１１）の各配線（図１２のＤox1乃至Ｄoxm、Ｄoy1乃至Ｄoyn参照）に駆動信号を出力し、テレビ映像が表示される。受信回路（Ｃ２０）とＩ／Ｆ部（Ｃ３０）は、セットトップボックス（ＳＴＢ）として画像表示装置（Ｃ１０）とは別の筐体に収められていてもよいし、又画像表示装置（Ｃ１０）と同一の筐体に収められていてもよい。
【００６５】
又、インターフェースには、プリンター、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などの画像記録装置や画像出力装置に接続することができる構成とすることもできる。そして、このようにすれば、画像記録装置に記録された画像をディスプレイパネル（Ｃ１１）に表示させることもできる。又、ディスプレイパネル（Ｃ１１）に表示させた画像を、必要に応じて加工し、画像出力装置に出力させることもできる情報表示再生装置（又はテレビジョン）を構成することができる。
【実施例】
【００６６】
以下に、実施例を挙げて、本発明を更に詳述する。
【００６７】
（実施例１）
本実施例では以下、図１４を用いて、本実施例の電子表示装置の基本的な構成及び製造方法を説明する。
【００６８】
〈工程−ａ〉
清浄化したガラス基板１上に、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔのターゲットを用いて、同時スパッタ法及びフォトリソグラフィーにより３元素からなる導電層８を５０ｎｍの厚さで形成した。
【００６９】
〈工程−ｂ〉
次にスパッタ法により、絶縁層４としてＳｉＯ2を５００ｎｍの厚さで形成した。
【００７０】
〈工程−ｃ〉
次に、スパッタ法及びフォトリソグラフィーにより、Ｐｔからなる電極２、３を、形成した。電極間の間隔は１０μｍとした。ここで電極２、３は導電層８に対して位置合わせを行い、図１４に示すように電極２、３は導電層８に重ならないように形成した。
【００７１】
〈工程−ｄ〉
続いて、工程−ｃまでを経た上記基板上に、Ｐｄ膜を基板上に形成したのち、パターニングを施して導電性膜９を形成した。
【００７２】
〈工程−ｅ〉
次に、上記工程−ａ乃至ｄを経た基板を図１４のように真空装置１１に設置し、内部を１×１０-6Ｐａの真空度まで排気した。その後、電源１２を用いて電極２と電極３との間に電圧を印加し、導電性膜９の一部に間隙を形成した。続いて、公知の「活性化」処理を行った。以上の工程で電子放出素子を形成した。
【００７３】
〈工程−ｇ〉
続いて、図１４に示すように、アノード電極６を備える基板７を配置した。アノード電極６と基板７との間には発光体層１７を設けた。図１４のアノード電極６にはＡｌ膜／Ｔｉ膜を用い、発光体層１７はＺｎＳ：ＣｕＡｌからなる蛍光体で構成した。真空装置１１内の圧力は１×１０-8Ｐａに維持した。
【００７４】
本装置を駆動するために、アノード電極６と電子放出素子の間の距離Ｈを２ｍｍとし、
高圧電源（Ｖａ）によりアノード電極６に８ｋＶの電位を与えた。この状態で、電極２、３間に駆動電圧を印加すると間隙から放出された電子ビームがアノード電極６に入射しＩｅが観測された。
【００７５】
アノード電極６に入射した電子はアノード電極６を透過して発光体層７にも達し、発光するとともに、Ｘ線が発生した。図７には本実施例の条件で電子ビームを照射した時に、アノード及び蛍光体から発生するＸ線のエネルギー分布を示した。又図８には本実施例で用いた導電層８の各Ｘ線エネルギーに対するδＸｅの値を示す。図８からわかるように本実施例の条件で発生するエネルギーのＸ線に対して、導電層８は効率よく光電効果による電子を放出する。
【００７６】
本装置の駆動時にアノード側から発生したＸ線により絶縁層４から光電効果による電子が弾き出されるが、同時に導電層８から電子が絶縁層４に注入される。そのため、本装置では、従来必要としていた帯電防止膜を用いずに、長時間の駆動に対しても良好な電子放出特性を保つ事が可能であった。
【００７７】
（実施例２）
本実施例は図１５を用いて説明する。
【００７８】
〈工程−ａ〉
清浄化したガラス基板１上に、Ａｌ、Ｐｔのターゲットを用いて、同時スパッタ法及びフォトリソグラフィー法により２元素からなる導電層８を３０ｎｍの厚さで基板１上に全面に形成した。
【００７９】
〈工程−ｂ〉
次にスパッタ法により、絶縁層４としてＳｉＯ2を１μｍの厚さで形成した。
【００８０】
〈工程−ｃ〉
次に、スパッタ法及びフォトリソグラフィーにより、Ｐｔからなる電極２、３を形成した。電極間の間隔は１０μｍとした。
【００８１】
〈工程−ｄ〉乃至〈工程−ｆ〉
実施例１の工程−ｄ乃至ｆと同様な手法で電子放出素子を備えた基板１を形成した。
【００８２】
続いて、図１５に示した装置を構成した。図１５のアノード電極６にはＡｌ膜／Ｔｉ膜を用い、発光体層１７はＹ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕからなる蛍光体で構成した。以下実施例１と同様に装置を駆動した。尚、本実施例では、導電層８を接地電位にした。図５には本実施例の条件で電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電極６に照射したときに、アノード電極及び蛍光体から発生するＸ線のエネルギー分布を示した。又図６には本実施例で用いた導電層８の各Ｘ線エネルギーに対するδＸｅの値を示す。図６からわかるように本実施例の条件で発生するエネルギーのＸ線に対して、導電層８は効率よく光電効果による電子を放出する。
【００８３】
本装置の駆動時にアノード側から発生したＸ線により絶縁層４から光電効果による電子が弾き出されるが、同時に導電層８から電子が絶縁層４に注入される。そのため、本装置では、従来必要としていた帯電防止膜を用いずに、長時間の駆動に対しても良好な電子放出特性を保つ事が可能であった。但し、実施例１の装置と比べると電子放出の応答速度が下がった。これは、電極２，３の直下にも導電層８が存在するためと思われる。
【００８４】
（実施例３）
本実施例では図１６を用いて説明する。図１６（ｂ）は本実施例のアノード側から見た平面図、図１６（ａ）は図１６（ｂ）のＡ−Ａ’断面である。
【００８５】
〈工程−ａ〉
清浄化したガラス基板１上に、Ａｌ、Ｐｔのターゲットを用いて、同時スパッタ法により２元素からなる導電層８を３０ｎｍの厚さで基板１全面に形成した。その後、後の工程で形成する電極２，３と配線７２、７３の外周から１０μｍの間隔を空けるように導電層８をパターニングした。
【００８６】
〈工程−ｂ〉
次にスパッタ法により、絶縁層４としてＳｉＯ2を１μｍの厚さで形成した。
【００８７】
〈工程−ｃ〉
次に、スパッタ法及びフォトリソグラフィーにより、Ｐｔからなる電極２、３を、導電層８との位置合わせを行い、導電層８と電極との位置関係が図１６のように間隔Ｗが空くように形成した。ここで図１６のＷは１０μｍとした。電極２と電極３の間隔は１０μｍとした。
【００８８】
以下、実施例１の工程−ｄ乃至ｆと同様な手法で装置を作製し、駆動すると、長時間の駆動に対しても良好なＩｅとＩｆの関係を保つことができ、実施例１より高速の駆動が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の画像表示装置の基本構成を示す断面模式図である。
【図２】本発明に係る画像表示装置内部における帯電を説明するための断面模式図である。
【図３】導電層の材料による絶縁層表面の帯電量の変化を示す図である。
【図４】複数種の金属のδＸｅを示す図である。
【図５】本発明の実施例２における電子ビーム照射時のアノード電極及び蛍光体から発生するＸ線のエネルギー分布を示す図である。
【図６】本発明の実施例２における導電層の各Ｘ線エネルギーに対するδＸｅを示す図である。
【図７】本発明の実施例１における電子ビーム照射時のアノード電極及び蛍光体から発生するＸ線のエネルギー分布を示す図である。
【図８】本発明の実施例１における導電層の各Ｘ線エネルギーに対するδＸｅを示す図である。
【図９】本発明における導電層の形状の一例を示す図である。
【図１０】本発明における導電層の形状の他の例を示す図である。
【図１１】電子放出素子をマトリクス配列した電子源の平面模式図である。
【図１２】単純マトリクス配置の電子源を用いた画像表示装置の表示パネルの一例を示す模式図である。
【図１３】本発明を用いたテレビジョン装置のブロック図である。
【図１４】本発明の実施例１の基本構成を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施例２の基本構成を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施例３の基本構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  基板（リアプレート）
４  絶縁層
５  電子放出素子
６  アノード電極
７  基板（フェースプレート）
８  導電層
１７  発光体層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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