JP4027386B2

JP4027386B2 - 発光スクリーン構造及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4027386B2
Application number: JP2005320713A
Authority: JP
Inventors: 紀博鈴木; 康二山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: KR20060055411A; JP2006173094A; KR100743271B1; US7400082B2; US20060103294A1

Description

本発明は、電子放出素子と組み合わせて画像表示装置等の画像形成装置を構成する発光スクリーン構造（発光体基板）と、該発光体基板を用いてなる画像形成装置に関する。

従来、電子放出素子を利用した電子放出装置の利用形態としては、画像形成装置が挙げられる。例えば、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源基板と、電子放出素子から放出された電子を加速するメタルバック或いは透明電極、及び蛍光体を具備した陽極基板とを平行に対向させ、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。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用いられている陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ：ＣＲＴ）表示装置に比べ、軽量化、大画面化を図ることができる。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ス・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。

このように冷陰極マルチ電子源と、電子を加速するための前述のメタルバックや透明電極等との間に高電圧を印加するタイプの画像形成装置においては、発光輝度を最大限得るためにより高電圧を印加するのが有利である。また、素子の種類によって放出される電子線は対向電極に到達するまでに発散するので、高解像度のディスプレーを実現しようとすると、両極間距離が短いのが好ましい。

しかしこのような構成では、必然的に対向する電極間が高電界となるため、放電により電子放出素子が破壊される現象が生じる場合がある。また、この放電が生じる場合は、蛍光体の一部に集中して電流が流れるため、表示画面の一部が光る現象などを生じる場合がある。

このような問題の解決のためには放電頻度を減らすか放電破壊を生じにくくする必要がある。

表示装置の放電破壊の原因としては、短時間に１個所に集中して大電流が流入するため発熱により電子放出素子を破壊したり、電子放出素子にかかる電圧が一瞬上昇することにより電子放出素子を破壊したりすることにあると考えられる。

放電破壊の原因となる電流を減らす手段としては、図７に示すように、アノード電極と電源との間に制限抵抗を直列に挿入する方法が考えられる。しかし、例えば、縦５００素子×横１０００素子を行及び列配線で接続し、線順次で駆動する場合、同時におよそ１０００程度の電子放出素子がオン状態となるため、この方法を採用すると、次のような問題が生じる。

１素子あたりの放出電流を５μＡと仮定すると、画像によっては、同時に１０００程度の素子がオン状態となるため、０〜５ｍＡの陽極流入電流が生じる。１ＭΩの直列抵抗を陽極に外付けで挿入する図７の例で、陽極に１０ｋＶを印加する場合には、同時にオン状態となる素子数によって、電圧降下が０〜５ｋＶとなる。その結果、最大５０％程度の輝度ムラを生じてしまう。

また、対向する平板（フェースプレート、リアプレート）７１，７２に高電圧が印加されているので、コンデンサーとして蓄積される電荷も考慮する必要がある。例えば図７の陰極、陽極の面積が１００ｃｍ²、その間隔が１ｍｍ、陽極と陰極の電位差が１０ｋＶとすると、１×１０^-6クーロンに達し、１μｓｅｃで放電しても１箇所に１Ａの電流が集中する事になる。この放電電流が原因で素子破壊をもたらすので、前述の輝度むら問題が無いとしても、図７の構成では問題の充分な解決とはならない。

これらの課題に対し本出願人は、特許文献１において、電圧を印加する電極を走査配線の方向と非平行に分割し、電極と加速電圧印加手段との間に抵抗体を設けることにより、対向する平板で発生する放電電流の抑制を行うことを提案した。

図８はその１例を示したものであり、図９はその等価回路を示したものである。図中、８１は分割電極、８２は抵抗体、８３は高圧端子、８４は高抵抗領域、８５は共通電極、９１はフェースプレート、９２はリアプレートを示す。各々の分割電極８１（例えばＩＴＯ膜）は、片側を抵抗体８２（例えばＮｉＯ膜）を介して共通電極８５と接続している。そして高電圧を端子８３から印加できるようにしている。この構成では、図９のフェースプレート９１側の電極を分割し、それぞれに高抵抗Ｒ１を挿入することで、コンデンサー容量を低減させ放電電流Ｉｂ２を低減している。これによって放電電流による素子電圧の上昇も軽減され、放電時のダメージも改善される。

また、特許文献２においては、アノード電圧をＶａとして、アノード電極ユニット間のギャップをＬｇとしたとき、Ｖａ／Ｌｇ＜１（ｋＶ／μｍ）を満足する冷陰極電界電子放出表示装置を開示している。この構成によって、異常放電時にアノード電極ユニット間での放電を抑制し、放電規模を抑えることが提案されている。

特許第３１９９６８２号公報（ＥＰ８６６４９１Ａ）特開２００４−４７４０８号公報

上記したように、電子放出素子を用いて構成される画像形成装置においては、異常放電が生じた際の電子放出素子に与えるダメージの低減を図るべく、発光体基板（アノード基板）においてさらなる放電電流の抑制が望まれている。特に、アノードとカソードとの間で異常放電が生じた際に、隣接するアノード電極間において２次的に発生する放電を抑制することが望まれている。しかしその一方で、高精細な画像を得るために、隣接するアノード電極間隔を小さくすることも望まれている。

本発明は、放電電流をさらに抑制するための発光スクリーン構成を提供するものである。そしてそれによって、異常放電による電子放出素子への影響を緩和し、画像形成装置として良好な耐久性、長寿命化を実現することを目的とする。特に本発明においては、隣接するアノード電極間距離を大きくすることなく、アノード電極間の電気的破壊を防ぐ発光体基板の構成を提供するものである。

本発明の第一は、
基板と、
前記基板上に行列状に位置する複数の発光部材と、
各々が少なくとも一つの前記発光部材を覆い、互いに間隙をおいて行列状に位置する複数の導体と、
前記複数の導体を電気的に接続する抵抗体とを有する発光スクリーン構造であって、
前記抵抗体は、行方向に延びる行ストライプ部と列方向に延びる列ストライプ部と、該行ストライプ部と列ストライプ部との間に位置する開口部とを有する格子形状であり、
行方向において隣接する導体間の間隙が、前記格子状抵抗体の開口部に位置する
ことを特徴とする発光スクリーン構造である。

また本発明の第二は、
複数の電子放出素子と、該電子放出素子に電圧を印加する配線とを備えた電子源基板と、該電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材を備えた発光スクリーン構造とを有する画像形成装置であって、該発光スクリーン構造が請求項１に記載の発光スクリーン構造であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明においては、導体（メタルバック、アノード電極）がＸ方向、Ｙ方向に分割され、分割されたメタルバックそれぞれが格子状の抵抗体で電気的に接続される。よって抵抗体の抵抗を制御することにより、万一メタルバックと電子放出素子との間で放電が起きた場合においても、隣接メタルバック間の電位差を低く抑えることができる。このため、メタルバックと電子放出素子間で発生した放電に起因する２次放電（隣接メタルバック間での放電）を抑制できる。２次放電は、隣接メタルバック間の短絡を意味し、つまり、隣接メタルバックからの電荷供給が生じるため、結果、メタルバックと電子放出素子との間の放電電流の増大を招くことになる。本発明においては、隣接メタルバック間を完全に絶縁するのではなく、ある程度の制御がされた抵抗で接続する。そのため、メタルバックと電子放出素子との間での放電発生時には、隣接するメタルバック間で微弱な電流を流し、結果隣接メタルバック間の電位差を低く抑え、２次放電による短絡を防止する。本発明においては、Ｘ方向においては隣接するメタルバックの間隙幅が狭いため、隣接メタルバック間には抵抗体が位置しないようにする。換言すると、格子状の抵抗体の開口部と、Ｘ方向におけるメタルバック間の間隙部とが互いに重なるように配置する。そして好ましくは、Ｘ方向においては、メタルバック間の間隙には十分高抵抗な黒色部材を介在させる。この構成によって、隣接メタルバック間の十分な耐圧の確立を得ながら、Ｘ方向のメタルバック間の間隙に抵抗体が介在する場合に比較して、隣接メタルバック間のＸ方向のメタルバック間の高抵抗化が図れる。よって、Ｘ方向に隣接するメタルバック間での過剰な電流供給を防止しながら、十分な耐圧を確立し、結果、メタルバックと電子放出素子間での放電の規模を小さくできる。従って、本構成においては、放電電流は格子状の抵抗体の抵抗によって制御されるため、格子状の抵抗体（電流制限抵抗）によって規定される電流量となり、所望の放電電流抑制効果が得られる。

よって、本発明の発光スクリーン構造（発光体基板）を用いた画像形成装置においては、異常放電による電子放出素子への影響、及びメタルバック間の電気的破壊が防止され、耐久性に優れた長寿命の画像形成装置が提供される。

本発明の発光体基板及び画像形成装置は、平面型電子線表示装置に関するものである。特に電界放出型素子や表面伝導型電子放出素子を用いた電子線表示装置は、一般にアノード電極に高電圧が印加されるという点から本発明が適用される好ましい形態である。

先ず、本発明の発光体基板の基本構成について、図１を用いて説明する。

図１は本発明の発光体基板の好ましい一実施形態の構成を示す平面模式図であり、各部材の位置関係を分かり易くするために、一部を切り欠いて示している。図中、１はガラス基板、２は共通電極、３は接続抵抗体、４は格子状に形成された抵抗体、５は本発明にかかる発光部材である蛍光体である。また６は格子状の黒色部材、７はアノード電極であるメタルバックである。尚、以下においては、格子状の黒色部材６を、一般的によく用いられる呼称であるブラックマトリクスという名称で表現する。

本発明において、抵抗体４及びブラックマトリクス６はいずれもＸ方向及びＹ方向に延びる格子状に形成され、ブラックマトリクス６の開口領域に蛍光体５が配置されている。さらに、メタルバック７が上記蛍光体５を一つ以上覆って配置され、各メタルバック７は抵抗体４に電気的に接続されている。本実施形態においては、抵抗体４のＹ方向に延びるストライプ部位（Ｙ方向ストライプ部位）が蛍光体５に重なっている。さらに、Ｙ方向に延びた抵抗体４の末端が接続抵抗体３を介して、ガラス基板１の周縁部に形成された共通電極２に接続され、高圧印加端子（不図示）を介して高電圧が印加される。

メタルバック７は２次元的にＸ及びＹ方向に分割された形状をしており、Ｘ方向において隣接するメタルバック７の間隙がＹ方向において隣接するメタルバック７の間隙よりも狭くなっている。更に、Ｘ方向において隣接するメタルバック７の間隙には抵抗体４が存在せず、Ｙ方向におけるメタルバック７の間隙の少なくとも一部に抵抗体４が存在する。

このような構成において、抵抗体４のシート抵抗をブラックマトリクス６のシート抵抗よりも低くすることで、Ｘ方向，及びＹ方向において隣接するメタルバック７の間の抵抗が抵抗体４で規定される。さらに間隔の短いＸ方向のメタルバック７の間は、抵抗の高いブラックマトリクス６を用いることで、メタルバック間の耐圧を向上させることができる。

また、異常放電時には、印加電圧や抵抗体４の抵抗値にもよるが、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間に数百〜数ｋＶの電位差が生じる。明るい映像を得るために印加電圧を３ｋＶ以上とすると、５００Ｖ程度の電位差が生じる可能性がある。また、Ｘ方向のメタルバック間隙は大きくても１００μｍ程度と考えると、電気破壊耐圧としては５×１０⁶Ｖ／ｍ以上のブラックマトリクス６を用いればよい。

抵抗体４のうち、Ｘ方向に延びるストライプ部位（Ｘ方向ストライプ部位）は、ブラックマトリクス６と平行に重なり、且つブラックマトリクス６の幅内に配置される。また、抵抗体４のＹ方向に延びるストライプ部位（Ｙ方向ストライプ部位）４は、Ｘ方向に隣り合うメタルバックの間隙とは重ならない位置に配置する必要がある。換言すると、抵抗体の開口部とメタルバックの間隙が重なるように配置する必要がある。これは、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間にブラックマトリクス６よりも抵抗の低い抵抗体４が存在すると、耐圧が低くなってしまうためである。当該構成により、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗は、Ｘ方向に隣接するメタルバックの間隙よりも長い電流経路（抵抗体４による）により、高く保つことができる。よって、抵抗体４の電流密度が上がらずに抵抗体４の電気的破壊を防止することができる。

抵抗体４は、接続抵抗体３を介して共通電極２に電気的に接続されている。特に、ＴＶではＹ方向の距離が短いため、Ｙ方向に延びる抵抗体４を共通電極２に接続するのが好ましい。

分割された各メタルバック７は、それぞれが抵抗体４のＹ方向に延びる部位に接続される必要があるため、抵抗体４のＹ方向ストライプ部の本数は、メタルバック７のＸ方向の分割数と等しくなる。しかし、抵抗体４のＹ方向ストライプ部の幅に制限がある場合には、複数（Ｎ本）の抵抗体で１つの役割を持たせることがあり、その場合には、図４のように各メタルバックには抵抗体４のＮ本のＹ方向ストライプ部が接続されることになる。

また、抵抗体４に不透明な素材を用いる場合、抵抗体４のＹ方向ストライプ部を蛍光体５に重ねて配置するのは好ましくない。この場合は、図４のように、抵抗体のＹ方向ストライプ部をブラックマトリクス６の幅よりも狭くしてブラックマトリクス６に重ねて配置することにより、表示への影響を防止することができる。また、図５のように、蛍光体直下の部分に位置する抵抗体４のＹ方向ストライプ部に開口を設けることも可能である。

メタルバック７と抵抗体４の電気的接続の形態は特に限定されない。図１，図３〜図５ではブラックマトリクス６を介して電気的接続を図っているが、ブラックマトリクス６に開口部を設けて該開口部を介してメタルバック７と抵抗体４を電気的に接続しても良い。また、必要に応じて別途導電部材を介しても構わない。この一例を図６を用いて説明する。図６は、抵抗体４のＹ方向ストライプ部に、該部分より突出する引き出し部９を設けている。そしてこの引き出し部９に対応する領域のブラックマトリクス６には開口部が設けられている。そして該開口部を導電部材８で埋めることにより、該導電部材８を介して抵抗体４とメタルバック７との電気的接続を取っている。導電部材８としては、低抵抗な酸化ルテニウムが好ましく用いられるが、本発明においてはこれに限定されるものではない。

格子状の抵抗体４は、抵抗を制御できるものであれば良く、図１の如く蛍光体５に重なって配置する場合は透明導電膜を用いることが画像表示の妨げにならず好ましい。その場合、ＩＴＯ等を用いることができ、好ましくは１００ｋΩ／□以下のシート抵抗とする。

本発明において、メタルバック７を用いる目的の１つは、蛍光体５の発光のうち内面側への光をガラス基板１側へ鏡面反射させることにより輝度を向上させることである。また、他の目的としては、電子ビームの加速電圧を印加するための電極として作用させること、後述する図２の外囲器１８内で発生した負イオンの衝突によるダメージから蛍光体５を保護すること等である。

また、分割されたメタルバック７の形状は矩形でも良いが、異常放電時に分割されたメタルバック間に電位差が生じ、このため角部に電界が集中し、沿面放電を生じる場合がある。このため矩形の角部に曲率を持たせた形状にすることが好ましい。曲率としてはなるべく大きいほうが放電のしにくさを考えると良いが、電子ビームの照射エリア、形状を鑑み、設定する必要がある。本発明に用いられる表面伝導型電子放出素子（ＳＣＥ）では照射される電子ビーム形状は円弧形状のため、ビームの形状に対応した曲率にすることがさらに好ましい。

Ｘ方向及びＹ方向に分割されたメタルバック７の形成は、蛍光体５の形成された基板全面にメタルバック７を形成し、フォトエッチングによりパターニングする方法が採用できる。また、所望の開口を有するメタルマスクを遮蔽部材として用いて蒸着する（通常マスク蒸着と呼ぶ）方法等も適時選択することができる。

さらに、メタルバック７は、Ｘ方向に順次配置された赤、緑、青の各蛍光体単位で分割するのが好ましい。この場合は、抵抗体のＹ方向ストライプ部に流れる電流が少なくなるため、抵抗体４の抵抗を高くでき、その結果、より放電電流を低減することができる。しかしながら、放電時のＸ方向に隣り合うメタルバック７間の耐圧を鑑みた場合には、Ｘ方向には蛍光体２つ分以上、好ましくは赤、緑、青の３つを一組とする１画素以上の単位毎に分割した方が好ましい。もちろん２画素以上での分割でも良い。図１は１つの蛍光体単位で分割した例、図４〜図６は１画素単位で分割した例である。また、Ｙ方向において２画素以上の単位で分割しても構わない。

格子状の抵抗体４の抵抗値は、画像形成装置の駆動時に電圧降下による輝度低下が著しく発生しない程度であればよい。１電子放出素子の放出電流が１〜１０μＡの場合、抵抗体４の抵抗値は１ｋΩ〜１ＧΩが好ましい。抵抗値の実用的な上限は電圧降下が印加電圧の１〜数割程度以下であり、かつ輝度ムラを生じない範囲で決められる。また、抵抗体４の耐圧特性は、１×１０⁶Ｖ／ｍ以上であるのが好ましい。上記耐圧は抵抗体４の体積抵抗が１×１０^-4Ωｍ以上であると達成できると見積もられる。

また、格子状の抵抗体４のＸ方向ストライプ部とＹ方向ストライプ部との交差部は、電流集中しやすいため、図１に示すように、曲率を持たせることが好ましい。曲率半径は、好ましくはＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ延びる抵抗体４のうち、細い方の幅と同程度とすると、電流集中が飽和し、放電した場合の２次的破壊を防ぐことができる。

図１において、抵抗体４のＹ方向ストライプ部と共通電極２とをつなぐ接続抵抗体３の抵抗値は、１０ｋΩ〜１ＧΩの間が好ましく、さらに１０ｋΩから１０ＭＧの間であると好適である。これによって、共通電極２近傍で放電が発生した場合においても、リアプレートに流れる放電電流を制限することが出来る。

ブラックマトリクス６は抵抗体４よりも十分シート抵抗が高い必要があり、好ましくは１００ＭΩ／□以上である。また、ブラックマトリクス６は耐圧が高いことが要求される。具体的には５×１０⁶Ｖ／ｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは４×１０⁷Ｖ／ｍ以上の耐圧を有すると、メタルバックに高電圧が印加でき、高輝度な映像を得られる。上記耐圧を達成するには少なくとも１００Ωｍ以上の体積抵抗、好ましくは１０ｋΩｍ以上の体積抵抗を有する必要がある。

ブラックマトリクス６の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、光の透過及び反射が少ない材料であれば、これを用いることができる。ガラス基板１に蛍光体を塗布する方法は、モノクローム、カラーによらず、沈殿法、印刷法等が採用できる。

続いて、本発明の発光体基板を利用した画像形成装置の一例として、電子線表示パネルの概略構成を、図２を用いて説明する。図中、１１は電子源基板でありリアプレートに相当する。１７は陽極（アノード）基板であるフェースプレートであり、本発明の発光体基板に相当する。１５は基体、１６は外枠であり、フェースプレート１７と基体１５と外枠１６とで内部が真空の外囲器１８を構成している。１４は電子放出素子、１２は走査配線、１３は信号配線であり、それぞれ、電子放出素子１４の素子電極に接続されている。フェースプレート１７としては図１に示した構成の発光基板を用いている。尚、電子源基板１１の基板が十分な強度を有する場合には、該基板に直接外枠１６を取り付ければ良く、基体１５は用いなくても構わない。

走査配線１２及び信号配線１３は、銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布することで形成することができる。また、例えばフォトリソグラフィ法を用いて形成することもできる。走査配線１２及び信号配線１３の構成材料としては、上記銀ペーストの他に、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走査配線１２及び信号配線１３を形成する場合には、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走査配線１２及び信号配線１３を形成する場合には、めっき材料を適用することができる。また、走査配線１２及び信号配線１３の交点には層間絶縁層（不図示）が配置されている。

この表示パネルにおいて画像を形成するには、走査配線１２と信号配線１３に所定の電圧を順次印加する。これによって、所定の電子放出素子１４を選択的に駆動し、放出された電子を蛍光体５に照射して所定の位置に輝点を得る。尚、メタルバック７は、放出電子を加速してより高い輝度の輝点を得るために、電子放出素子１４に対して高電位となるように高電圧Ｈｖが印加される。ここで、印加される電圧は、蛍光体５の性能にもよるが、数百Ｖから数十ｋＶ程度の電圧である。従って、リアプレート１１とフェースプレート１７間の距離ｄは、この印加電圧によって真空の絶縁破壊（即ち放電）が生じないようにするため、百μｍから数ｍｍ程度に設定されるのが一般的である。

さらに、本発明の発光体基板を用いて画像形成装置を作成する場合に、外囲器１８内を長期間に渡り高真空に維持するためにゲッター材を有していてもよい。

その場合、電子放出素子から放出された電子線が照射される電子線照射領域にゲッター材を配置すると、電子線のエネルギーを低下させ、所望の輝度が得られなくなってしまうため、ゲッター材は電子線照射領域を避けて配置することが好ましい。また、ゲッターの形成量を増加させるため、ゲッター材被形成部は粗面であることが望ましい。

（実施例１）
図１に示した構成の発光体基板を以下の工程により作製した。

ガラス基板１上の全面にＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー工程で格子形状のパターンを形成し、抵抗体４を形成した。次に、接続抵抗体３としてパターニングしたＮｉＯ膜を形成した。そして、全ての接続抵抗体３と接するように、Ａｇペーストを用い共通電極２を形成した。次に、パターニングされたＩＴＯ膜の上に、ブラックマトリクス６としてＮＰ−７８０３Ｄ（ノリタケ機材社製）を印刷し、さらに、赤、緑、青の各蛍光体５を塗布焼成した。最後に、蛍光体５の上に島状のメタルバック７を真空蒸着法により形成した。

本例では、ガラス基板１として、厚さ２．８ｍｍのガラス基板（ＰＤ２００、旭硝子社製）を用いた。また、マトリクス状の抵抗体４としては、Ｙ方向に延びるＩＴＯの幅を１００μｍ、厚さは１００ｎｍとし、Ｙ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗が１２０ｋΩ程度になるようにＩＴＯのシート抵抗を３０ｋΩ／□に調整した。さらに、Ｘ方向に隣り合うメタルバック間の抵抗（個別抵抗）が４００ｋΩ程度になるように、Ｘ方向に延びるＩＴＯの幅を３０μｍに調整した。この抵抗値の関係を損なわないようにブラックマトリックス６のシート抵抗をＩＴＯに対して十分に高い１×１０¹³Ω／□（体積抵抗：１×１０⁸Ωｍ、膜厚：１０μｍ）に調整した。さらにＸ方向に隣り合うメタルバック７間には放電発生時において高電界が生じるため、ブラックマトリクス６として電気的破壊耐圧が４×１０⁷Ｖ／ｍのものを用いた。

接続抵抗体３は１０ＭΩとした。また、抵抗体４のＸ方向に延びるＸ方向ストライプ部とＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部との交差部は、放電時に電流密度が高くなる箇所であるため、電流集中を緩和することを目的として曲率を設けた。本例においてはストライプ幅の狭いＸ方向のストライプ幅に合わせて曲率半径を３０μｍとした。このようにして、図１に示すような、格子状の抵抗体４の開口部に、Ｘ方向におけるメタルバックの間隙部が重なるように各部材を配置した発光体基板（発光スクリーン構造）を形成した。

本例の発光体基板をフェースプレート１７として用いて、図２に示した画像形成装置を作製した。リアプレート１１としては、一対の素子電極間に電子放出部を有する導電性膜が接続された表面伝導型電子放出素子を基板１１上にＮ×Ｍ個配置した。この電子放出素子をそれぞれ等間隔で形成したＭ本の走査配線１２とＮ本の信号配線１３とで配線し、マルチ電子ビーム源を形成した。また、本例においては、走査配線１２が層間絶縁層（不図示）を介して信号配線１３上に位置している。走査配線１２には引出端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍを介して走査信号が印加され、信号配線１３には引出端子Ｄｙ１〜Ｄｙｎを介して変調信号（画像信号）が印加されるものとなっている。

尚、表面伝導型電子放出素子は、導電性薄膜に、公知の通電フォーミング、通電活性化処理を施して作成した。上記のように作成したリアプレート、フェースプレートを、外枠１６を介して封着し、画像形成装置を形成した。尚、通電フォーミング、通電活性化処理、また、画像形成装置の作成に関しては、例えば、特許第３１９９６８２号に記載された方法が適用できる。

この画像形成装置の内部の真空度を悪化させることにより耐放電テストを行ったところ、放電時にフェースプレート１７とリアプレート１１に流れる電流が、メタルバックを縦横に分割しない構成のものと比較して低減されていることが確認できた。

さらに、放電個所に点欠陥も発生せず、放電前の状態を維持することができた。

また、画像形成装置の通常の駆動時の電圧降下は２５０Ｖ以下になり、輝度低下も目視で確認する上では問題が無かった。

（実施例２）
図３に示す構成の発光体基板を作製した。本例は、Ｘ方向に順次配置された蛍光体５の赤、緑、青３色をまとめて１つのメタルバック７で覆うように形成した点以外は実施例１と同様である。

本例では、ＩＴＯ抵抗体のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部の幅は１００μｍ、厚さは１００ｎｍとし、Ｙ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗が１２０ｋΩ程度になるようにＩＴＯのシート抵抗を３０ｋΩ／□に調整した。さらに、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗（個別抵抗）を８００ｋΩ程度になるように、ＩＴＯ抵抗体のＸ方向に延びるＸ方向ストライプ部の幅を５０μｍに調整した。また、抵抗体４の格子の交差部は、幅の狭いＸ方向ストライプ部幅に合わせて曲率半径を５０μｍとした。

このようにして、図３に示すような、格子状の抵抗体４の開口部に、Ｘ方向におけるメタルバックの間隙部が重なるように各部材を配置した発光体基板（発光スクリーン構造）を形成した。

本例の発光体基板をフェースプレートとして用いた以外は実施例１と同様にして図２に示した画像形成装置を作製した。

この画像形成装置内部の真空度を悪化させることにより耐放電テストを行ったところ、放電時にフェースプレート１７とリアプレート１１に流れる電流が、メタルバックを縦横に分割しない構成のものと比較して低減されていることが確認できた。

また、上述のフェースプレートでは、画像形成装置の通常の駆動時の電圧降下は２７５Ｖ以下になり、輝度低下も目視で確認する上では問題が無かった。

（実施例３）
図４に示す構成の発光体基板を作製した。本例は、ブラックマトリクス６の下に抵抗体４を配置するため、抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部をメタルバック１個当たり２本配置した点以外は実施例２と同様である。

本例では、ＩＴＯからなる抵抗体のＹ方向ストライプ部の幅は５０μｍとし、Ｙ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗が１２０ｋΩ程度になるようにＩＴＯのシート抵抗を３０ｋΩ／□に調整した。さらに、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗（個別抵抗）を８００ｋΩ程度になるように、ＩＴＯ抵抗体のＸ方向ストライプ部の幅を３０μｍに調整した。また、抵抗体４の格子の交差部は幅の狭いＸ方向ストライプ部の幅に合わせて曲率半径を３０μｍとした。

この画像形成装置内部の真空度を悪化させることにより耐放電テストを行ったところ、放電時にフェースプレートとリアプレートに流れる電流が、メタルバックを縦横に分割しない構成のものと比較して低減されていることが確認できた。

（実施例４）
図５に示す構成の発光体基板を作製した。本例は、蛍光体直下の部分に位置する抵抗体４のＹ方向ストライプ部に開口を設けた以外は、実施例２と同様である。

本例では、ＩＴＯからなる抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部の幅は、蛍光体の部分に対応する個所（２本に分割されている個所）では５０μｍ、それ以外の個所では１００μｍである。

（実施例５）
図６に示す構成の発光体基板を作製した。本例は、抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部から突出する引き出し部９を形成した。そして、該引き出し部９に対応するブラックマトリクス６に開口部を設け、該開口部を導電部材８で埋めて抵抗体４とメタルバック７とを該導電部材８を介して電気的に接続した点以外は実施例４と同様である。

本例においては、ガラス基板１に全面に形成したＩＴＯ膜をパターニングする際に、引き出し部９も同時に形成した。その後、開口部を有するブラックマトリクス６を印刷し、さらに蛍光体５を塗布し、次いで、導電部材８を印刷法にて形成した後、焼成した。導電部材８には酸化ルテニウムを用いた。

また、上述したフェースプレートでは、画像形成装置の通常の駆動時の電圧降下は２７５Ｖ以下になり、輝度低下も目視で確認する上では問題が無かった。

（実施例６）
本例においては、図３のメタルバック７をさらにＹ方向に広げて２画素分を覆う構成とした点以外は、実施例２と同様にして発光体基板を作製した。

本例では、ＩＴＯからなる抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部の幅は１００μｍとし、Ｙ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗が２４０ｋΩ程度になるようにＩＴＯのシート抵抗を６０ｋΩ／□に調整した。さらに、Ｘ方向に隣り合うメタルバック７間の抵抗（個別抵抗）を１．６ＭΩ程度になるように、抵抗体４のＸ方向ストライプ部の幅を５０μｍとした。また、抵抗体４の格子の交差部は、幅の狭いＸ方向ストライプ部の幅に合わせて曲率半径を５０μｍとした。

（実施例７）
本例においては、図３のメタルバック７をさらにＸ方向に広げて２画素分を覆う構成とした点以外は、実施例２と同様にして発光体基板を作製した。尚、抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部は、Ｘ方向に配列する６蛍光体のうちの一方から３つ目の蛍光体５に重なるように配置した。

本例では、ＩＴＯからなる抵抗体４のＹ方向に延びるＹ方向ストライプ部の幅は１００μｍとし、Ｙ方向に隣り合うメタルバック間の抵抗が１２０ｋΩ程度になるようにＩＴＯのシート抵抗を３０ｋΩ／□に調整した。さらに、Ｘ方向に隣り合うメタルバック間の抵抗（個別抵抗）を１．６ＭΩ程度になるように、Ｘ方向ストライプ部の幅を６０μｍに調整した。また、抵抗体の格子の交差部は幅の狭いＸ方向ストライプ部の幅に合わせて曲率半径を５０μｍとした。

さらに、放電個所に、点欠陥も発生せず、放電前の状態を維持することができた。

また、上述のフェースプレートでは、画像形成装置の駆動時の電圧降下は２７５Ｖ以下になり、輝度低下も目視で確認する上では問題が無かった。

本発明第１の実施例の発光体基板の構成を模式的に示す平面図である。本発明の画像形成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。本発明第２の実施例の発光体基板の構成を模式的に示した平面図である。本発明第３の実施例の発光体基板の構成を模式的に示した平面図である。本発明第４の実施例の発光体基板の構成を模式的に示した平面図である。本発明第５の実施例の発光体基板の構成を模式的に示した平面図である。従来の画像形成装置の構成例を示す模式図である。従来の発光体基板の構成例を示す模式図である。図８の発光体基板の等価回路図である。

符号の説明

１ガラス基板
２共通電極
３接続抵抗体
４抵抗体
５蛍光体（発光部材）
６ブラックマトリクス（黒色部材）
７メタルバック
８導電部材
９引き出し部
１１電子源基板（リアプレート）
１２走査電極
１３信号電極
１４電子放出素子
１５基体
１６外枠
１７フェースプレート（発光体基板）
１８外囲器
７１フェースプレート
７２リアプレート
８１分割電極
８２抵抗体
８３高圧端子
８４高抵抗領域
９１フェースプレート
９２リアプレート

Claims

基板と、
前記基板上に行列状に位置する複数の発光部材と、
各々が少なくとも一つの前記発光部材を覆い、互いに間隙をおいて行列状に位置する複数の導体と、
前記複数の導体を電気的に接続する抵抗体とを有する発光スクリーン構造であって、
前記抵抗体は、行方向に延びる行ストライプ部と列方向に延びる列ストライプ部とを有する格子形状であり、
前記列ストライプ部は、行方向において隣接する導体間の間隙と重ならない位置に配置されている
ことを特徴とする発光スクリーン構造。
前記行方向において隣接する導体間の間隙は、列方向において隣接する導体間の間隙よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の発光スクリーン構造。
前記抵抗体の行ストライプ部は、前記列方向において隣接する導体間の間隙部分に位置することを特徴とする請求項２に記載の発光スクリーン構造。
前記複数の発光部材は、互いに間隙を置いて位置し、互いに隣接する発光部材間に黒色部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光スクリーン構造。
前記抵抗体のシート抵抗が、前記黒色部材のシート抵抗より低いことを特徴とする請求項４に記載の発光スクリーン構造。
前記格子状の抵抗体が、黒色部材に設けられた開口部を介して前記導体と電気的に接続されている請求項４に記載の発光スクリーン構造。
前記複数の導体の各々の形状が矩形であり、該矩形の角部が曲率を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発光スクリーン構造
前記格子状の抵抗体が透明抵抗膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光スクリーン構造
前記抵抗体のシート抵抗が１００ｋΩ／□以下である請求項１〜８のいずれかに記載の発光スクリーン構造。
前記抵抗体の体積抵抗が１×１０^-4Ωｍ以上である請求項１〜９のいずれかに記載の発光スクリーン構造。
前記黒色部材の体積抵抗が１００Ωｍ以上である請求項４に記載の発光スクリーン構造。
前記黒色部材の体積抵抗が１０ｋΩｍ以上である請求項４に記載の発光スクリーン構造。
前記黒色部材のシート抵抗が１００ＭΩ／□以上である請求項４に記載の発光スクリーン構造。
複数の電子放出素子と、該電子放出素子に電圧を印加する配線とを備えた電子源基板と、該電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材を備えた発光スクリーン構造とを有する画像形成装置であって、該発光スクリーン構造が請求項１〜１３のいずれかに記載の発光スクリーン構造であることを特徴とする画像形成装置。