JP2004253160A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサおよび外囲器の強度が高く信頼性の向上した画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示面を有する第１基板と、第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、画像表示面を励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、を備え、これら第１および第２基板間には、電子ビーム通過孔およびスペーサ開孔を有した板状のグリッド２４、およびこれらの基板に作用する大気圧荷重を支持する複数の柱状のスペーサ３０ａが設けられている。グリッドの表面と平行な方向に沿ったスペーサおよびスペーサ開孔の断面は互いに異なる形状を有し、各スペーサ開孔は、スペーサの両側に延出しスペーサで満たされていない間隙部２８ａを有している
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対向配置された基板と、基板間に配設された複数のスペーサと、を備えた画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高品位放送用あるいはこれに伴う高解像度の画像表示装置が望まれており、そのスクリーン表示性能については一段と厳しい性能が要望されている。これら要望を達成するためにはスクリーン面の平坦化、高解像度化が必須であり、同時に軽量、薄型化も図る必要がある。
【０００３】
上記のような要望を満たす画像表示装置として、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと称する）等の平面型の画像表示装置が注目されている。このＦＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置された第１基板および第２基板を有し、これらの基板は、その周縁部同士が直接あるいは矩形枠状の側壁を介して互いに接合され真空外囲器を構成している。第１基板の内面には蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体層を励起して発光させる電子源として複数の電子放出素子が設けられている。
【０００４】
このＦＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。
【０００５】
このようなＦＥＤでは、電子放出素子の大きさがマイクロメートルオーダーであり、第１基板と第２基板との間隔をミリメートルオーダーに設定することができる。このため、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）などと比較して、画像表示装置の高解像度化、軽量化、薄型化を達成することが可能となる。
【０００６】
一方、上記構成の画像表示装置では、第１基板および第２基板に加わる大気圧荷重を支えるため、これら基板の間には支持部材として複数のスペーサが配設されている。例えば、特許文献１には、第１および第２基板間に板状のグリッドを設け、このグリッドにスペーサを設けた構成が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２７２９２６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにグリッド上にスペーサを設けた画像表示装置において、スペーサは、グリッドに形成されたスペーサ開孔に重ねてスペーサ形成材料を充填した後、スペーサ形成材料を高温で焼成することにより形成されている。しかしながら、スペーサ形成材料を焼成する際、グリッドも一緒に加熱され熱膨張する。そして、このグリッドの熱膨張、熱収縮によりスペーサ形成材料が加圧され、スペーサに反りが生じてしまう恐れがある。すなわち、温度上昇、温度下降に対して、金属のグリッドの方が、有機成分のバインダ、ガラス成分等からなるスペーサに比べ、より早い挙動で熱膨張、熱収縮をする。そのため、スペーサの長さ変化はグリッドについていけず、焼成後にグリッド表面と平行な方向のうねり、反りが残る可能性がある。また、スペーサは、スペーサ開孔に引っかかった構造となっているため、グリッド表面と直交する方向に見て、スペーサ材料成分だけからなる部分と、間にグリッドを挟んだ部分とを有している。この場合、焼成によりスペーサはバインダ成分が焼き飛ばされることにより収縮するが、グリッドについては変化が生じない。そのため、スペーサ材料成分だけからなる部分は、間にグリッドを挟んだ部分に比べ、より収縮し、その結果、間にグリッドを挟んだ部分が引っ張られグリッド表面と直交する方向に反りが生じる可能性がある。
【０００９】
スペーサに反りが生じた場合、スペーサの強度が低下するとともに、スペーサの高さにばらつきが生じる。そのため、スペーサにより第１および第２基板を安定して支持することが困難となり、外囲器の強度低下、基板の割れ発生等の不具合が生じる。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサの強度を向上して基板を安定して支持することができ、真空外囲器の強度が高く信頼性の向上した画像表示装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、画像表示面を有した第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記画像表示面を励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、上記第１基板と第２基板との間に配設されているとともに、上記電子源から放出された電子が通過する複数の電子ビーム通過孔と複数のスペーサ開孔とを有した板状のグリッドと、それぞれ上記スペーサ開孔に重ねて上記グリッドに固定されているとともに上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数の柱状のスペーサと、を備えている。上記グリッドの表面と平行な方向に沿った上記スペーサおよびスペーサ開孔の断面は互いに異なる形状を有し、上記各スペーサ開孔は、上記スペーサの両側に延出しスペーサで満たされていない間隙部を有している。
【００１２】
上記のように構成された画像表示装置によれば、スペーサは、スペーサ開孔に重ねてグリッド上に設けられ、スペーサ開孔は、スペーサの両側に位置した間隙部を有している。そのため、スペーサ形成時に生じるスペーサの反りを防止し、スペーサの強度向上およびスペーサ高さの均一化を図ることができる。これにより、外囲器の強度が向上し、信頼性および画像品位の高い画像表示装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明を、平面型の画像表示装置としてＦＥＤの一種である表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１ないし図３に示すように、このＳＥＤは、透明な絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる第１基板１０および第２基板１２を備え、これらの基板は約１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。第２基板１２は、第１基板１０よりも僅かに大きな寸法に形成されている。そして、第１基板１０および第２基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、偏平な矩形状の真空外囲器１５を構成している。
【００１４】
第１基板１０の内面には画像表示面として蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、電子の衝突で赤、青、緑に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および黒色着色層１１を並べて構成されている。これらの蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。なお、第１基板１０と蛍光体スクリーンとの間に、例えばＩＴＯからなる透明導電膜あるいはカラーフィルタ膜を設けてもよい。
【００１５】
第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、第２基板１２の内面には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引出されている。
【００１６】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、第１基板１０の周縁部および第２基板１２の周縁部に封着され、第１基板および第２基板同志を接合している。
【００１７】
図２および図３に示すように、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２間に配設されたスペーサアッセンブリ２２を備えている。本実施の形態において、スペーサアッセンブリ２２は、板状のグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えている。
【００１８】
詳細に述べると、グリッド２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６および複数のスペーサ開孔２８が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。また、スペーサ開孔２８は、それぞれ電子ビーム通過孔２６間に位置し所定のピッチで配列されている。
【００１９】
グリッド２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．２５ｍｍに形成され、電子ビーム通過孔２６は、例えば、０．１５〜０．２５ｍｍ×０．１５〜０．２５ｍｍの矩形状に形成されている。また、グリッド２４の表面には、ガラス、セラミック等からなる絶縁性物質を塗布、焼成した絶縁層４０が形成されている。本実施の形態によれば、グリッド２４の全面および各電子ビーム通過孔２６の壁面が、Ｌｉ系のアルカリホウ珪酸ガラスからなる厚さ約１０μｍの絶縁層４０により被覆されている。
【００２０】
図１ないし図４に示すように、第１基板１０および第２基板１２の長手方向をＸ、幅方向をＹとした場合、グリッド２４に設けられた電子ビーム通過孔２６は、Ｘ方向に沿って所定のピッチで配列され、また、Ｙ方向については、Ｘ方向のピッチよりも大きなピッチで配列されている。第１基板１０に形成された蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および第２基板１２上の電子放出素子１８は、Ｘ方向およびＹ方向についてそれぞれ電子ビーム通過孔２６と同一のピッチで配列され、それぞれ電子ビーム通過孔と対向している。これにより、各電子放出素子１８は、電子ビーム通過孔２６を通して、対応する蛍光体層と対向している。
【００２１】
なお、グリッド２４のスペーサ開孔２８は、Ｙ方向およびＸ方向について、電子ビーム通過孔２６のピッチよりも複数倍大きなピッチで配列されている。本実施の形態によれば、スペーサ開孔２８は、Ｙ方向について、電子ビーム通過孔２６のピッチの数倍、例えば、２倍のピッチで設けられている。
【００２２】
図２ないし図４に示すように、グリッド２４の第１表面２４ａ上には、それぞれスペーサ開孔２８に重ねて複数の第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、その延出端は、メタルバック１７および蛍光体スクリーン１６の黒色着色層１１を介して第１基板１０に当接している。
【００２３】
また、グリッド２４の第２表面２４ｂ上には、それぞれスペーサ開孔２８に重ねて複数の第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、その延出端は、第２基板１２に当接している。ここで、各第２スペーサ３０ｂの延出端は、第２基板１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。
【００２４】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、グリッド２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。例えば、各第１スペーサ３０ａは高さが約０．６ｍｍに形成され、各第２スペーサ３０ｂは高さが約０．８ｍｍに形成されている。このように、第１スペーサ３０ａの高さは、第２スペーサ３０ｂの高さよりも低く形成され、第２スペーサの高さは、第１スペーサの高さに対し約４／３倍以上に設定されている。
【００２５】
また、図４および図５（ａ）、５（ｂ）に示すように、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、グリッド表面と平行な方向に沿った各スペーサの断面は、ほぼ楕円形に形成されている。例えば、各第１スペーサ３０ａのグリッド２４側に位置した基端は、長軸の径ａｓが約１．４ｍｍ、短軸の径ｂｓが約０．４ｍｍに形成されている。同様に、各第２スペーサ３０ｂのグリッド２４側に位置した基端は、長軸の径ａｓが約１．４ｍｍ、短軸の径ｂｓが約０．４ｍｍに形成されている。長軸径ａｓと短軸径ｂｓとの比ａｓ／ｂｓは、３以上に形成されている。そして、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その長軸がグリッド２４の長手方向Ｘと一致した状態でグリッド上に配置されている。
【００２６】
一方、グリッド２４の各スペーサ開孔２８は、長手方向Ｘに長く延出した長孔として形成されている。そして、スペーサ開孔２８の長手方向Ｘの長さａｇは約１．５ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の長軸径ａｓよりも長く（ａｇ＞ａｓ）形成されている。また、スペーサ開孔２８の幅方向Ｙに沿った幅ｂｇは約０．３ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の短軸径ａｓよりも小さく形成されている。
【００２７】
各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。幅方向Ｙにおいて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端は、スペーサ開孔２８の両側に突出した状態で、スペーサ開孔に重なって位置している。長手方向Ｘにおいては、スペーサ開孔２８の両端部が第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端から両側へ突出し、それぞれスペーサで満たされていない間隙部２８ａを規定している。
【００２８】
上記のように構成されたスペーサアッセンブリ２２は第１基板１０および第２基板１２間に配設されている。そして、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、第１基板１０および第２基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００２９】
上記のように構成されたＳＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７にアノード電圧を印加し、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１６へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００３０】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。スペーサアッセンブリ２２を製造する際、まず、所定寸法のグリッド２４を用意する。この場合、Ｆｅ−Ｎｉ５０％からなる板厚０．１２ｍｍの薄板を脱脂・洗浄・乾燥した後、エッチングにより多数の電子ビーム通過孔２６およびスペーサ開孔２８を形成しグリッド２４とする。
【００３１】
その後、グリッド２４の第１表面２４ａ、第２表面２４ｂおよび各電子ビーム通過孔２６の壁面上に、Ｌｉ系のアルカリホウ珪酸ガラスを主成分としたコート液を塗布し、乾燥する。そして、コート液が乾燥した後、焼成することにより、グリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、並びに、各電子ビーム通過孔２６の壁面に約１０μｍの絶縁層４０を形成する。
【００３２】
続いて、グリッド２４とほぼ同一の寸法を有した図示しない矩形板状の第１および第２金型を用意する。これら第１および第２金型は、それぞれスペーサ成形用の多数の透孔を有している。そして、第１金型を、各透孔がグリッド２４のスペーサ開孔２８と対向するように位置決めした状態でグリッドの第１表面２４ａに密着させる。同様に、第２金型を、各透孔がグリッド２４のスペーサ開孔２８および導電層４２と対向するように位置決めした状態でグリッドの第２表面２４ｂに密着させる。そして、これら第１金型、グリッド２４、および第２金型を図示しないクランパ等を用いて互いに固定する。なお、第１および第２金型には予め剥離剤を塗布しておく。
【００３３】
その後、例えば、第１金型の外面側からペースト状のスペーサ形成材料を供給し、第１金型の透孔、グリッド２４のスペーサ開孔２８、および第２金型の透孔にスペーサ形成材料を充填する。スペーサ形成材料としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。なお、スペーサ形成材料の充填により間隙部が埋まらないように、金型の透孔形状、大きさ、グリッドにおけるスペーサ開孔のスリット部の寸法等を調節している。
【００３４】
続いて、充填されたスペーサ形成材料に対し、第１および第２金型の外面側から放射線として紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料をＵＶ硬化させる。この後、必要に応じて熱硬化を行なってもよい。次に、熱処理により第１および第２金型の各透孔に塗布された剥離剤を熱分解し、スペーサ形成材料と金型の間にすき間を作り、第１および第２金型をグリッド２４から剥離する。
【００３５】
更に、スペーサ形成材料が充填されたグリッド２４を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料を本焼成する。これにより、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサアッセンブリ２２が得られる。
【００３６】
一方、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた第１基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された第２基板１２と、を用意しておく。また、高さ緩和層３１を形成するためのインジウム粉末を各第１スペーサ３０ａの延出端に塗布する。
【００３７】
次に、上記のように構成されたスペーサアッセンブリ２２を第２基板１２上に位置決め配置する。この際、第２スペーサ３０ｂの延出端がそれぞれ配線２１上に位置するようにスペーサアッセンブリ２２を位置決めする。この状態で、第１基板１０、第２基板１２、およびスペーサアッセンブリ２２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して第１基板を第２基板に接合する。これにより、スペーサアッセンブリ２２を備えたＳＥＤが製造される。
【００３８】
以上のように構成されたＳＥＤによれば、グリッドの各スペーサ開孔２８は、第１および第２スペーサ基端の長軸径よりも長く形成され、スペーサ基端の長軸方向両側に間隙部２８ａを規定しているため、スペーサ焼成時における各スペーサの反りの発生、特に、長軸方向に沿った反りの発生を防止することができる。すなわち、スペーサ基端の長軸方向両側に設けられた間隙部２８ａにより、温度上昇、温度下降におけるグリッドとスペーサとの間で熱挙動の相違を逃がすことができる。また、スペーサ側壁部がスリット部においてグリッドと接した構造となり、スペーサがこの部分に付着した状態で焼成される。そのため、長軸Ｘ方向のうねりおよび反りを抑制することができる。また、グリッド表面と直交する方向について、スペーサの反りは、長軸方向のみならず、短軸方向にも生じ得るが、短軸方向の反りは長軸方向に比べ小さい。このため、間隙部を設けることにより、長軸方向に見た場合、スペーサはグリットを挟まない部分だけからなることになり、グリッド表面と直交する方向について、長軸方向の反りを緩和することができる。
【００３９】
これにより、所望形状、および均一な高さのスペーサを形成することができ、その結果、各スペーサの強度向上を図ることができる。同時に、これらのスペーサにより第１および第２基板１０、１２を安定して支持することができ、これら基板の強度を向上し割れ防止を図ることが可能となる。従って、真空外囲器１５の強度が高く信頼性の向上したＳＥＤを得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態に係るＳＥＤによれば、第１基板１０と第２基板１２との間にグリッド２４が配置されているとともに、第１スペーサ３０ａの高さは、第２スペーサ３０ｂの高さよりも低く形成されている。これにより、グリッド２４は第２基板１２よりも第１基板１０側に接近して位置している。そのため、第１基板１０側から放電が生じた場合でも、グリッド２４により、第２基板１２上に設けられた電子放出素子１８の放電破損を抑制することが可能となる。従って、放電に対する耐圧性に優れ画像品位の向上したＳＥＤを得ることができる。
次に、この発明の第２の実施の形態に係るＳＥＤについて説明する。本実施の形態によれば、図６に示すように、グリッド２４に形成されたスペーサ開孔２８は、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端と相似の楕円形に形成された楕円部２９ａと、楕円部から長軸方向に沿って両側に延出した一対のスリット２９ｂと、を有している。楕円部２９ａは、スペーサ基端の長軸径ａｓおよび端軸径ｂｓよりも小さな長軸径および短軸径ｂｇを有し、その長軸がグリッド２４の長軸Ｘ方向と平行に位置した状態で設けられている。また、スリット２９ｂを含むスペーサ開孔２８の長軸方向の長さａｇは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の長軸径ａｓよりも長く（ａｇ＞ａｓ）形成されている。
【００４１】
各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。幅方向Ｙにおいて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端は、スペーサ開孔２８の両側に突出した状態で、スペーサ開孔に重なって位置している。長手方向Ｘにおいては、スペーサ開孔２８のスリット２９ｂが第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端から両側へ突出し、それぞれスペーサで満たされていない間隙部２８ａを規定している。
【００４２】
上記のように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、スペーサ基端の両側に位置した間隙部２８ａは、楕円部２９ａに比較して細いスリット２９ｂによって規定しているため、間隙部の形成に伴うグリッド２４の強度低下を防止することができる。
【００４３】
図７に示すように、この発明の第３の実施の形態に係るＳＥＤによれば、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂはそれぞれ楕円形の断面形状を有し、グリッド２４に形成されたスペーサ開孔２８は、グリッドの長手方向Ｘに沿って延びた細長い長孔として形成されている。スペーサ開孔２８の長手方向Ｘの長さａｇは約１．５ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の長軸径ａｓよりも長く（ａｇ＞ａｓ）形成されている。また、スペーサ開孔２８の幅方向Ｙに沿った幅ｂｇは約０．３ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の短軸径ａｓよりも小さく形成されている。
【００４４】
また、グリッド２４は、各スペーサ開孔２８を横切って延びたブリッジ４４を有している。本実施の形態によれば、ブリッジ４４は、各スペーサ開孔２８に対して例えば２本設けられ、それぞれグリッド２４の幅方向Ｙに沿って延びている。従って、スペーサ開孔２８は、これらのブリッジ４４により長手方向Ｘに沿って３つに分割されている。なお、ブリッジ４４の数は、１本、あるいは３本以上としてもよく、また、ブリッジは幅方向Ｙに限らず、他の方向に延びていてもよい。
【００４５】
各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。幅方向Ｙにおいて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端は、スペーサ開孔２８の両側に突出した状態で、スペーサ開孔に重なって位置している。長手方向Ｘにおいては、スペーサ開孔２８の両端部が第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端から両側へ突出し、それぞれスペーサで満たされていない間隙部２８ａを規定している。
【００４６】
上記のように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、グリッド２４は、各スペーサ開孔２８を横切って延びたブリッジ４４を有していることから、グリッドの強度低下を防止しつつ、スペーサの反りの発生を防止することができる。
【００４７】
また、図８に示すこの発明の第４の実施の形態に係るＳＥＤによれば、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂはそれぞれ楕円形の断面形状を有し、グリッド２４に形成されたスペーサ開孔２８は、グリッドの長手方向Ｘを長軸とした楕円形に形成されている。スペーサ開孔２８の長手方向Ｘの長さａｇは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の長軸径ａｓよりも長く（ａｇ＞ａｓ）形成されている。また、スペーサ開孔２８の幅方向Ｙに沿った幅ｂｇは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の短軸径ａｓよりも小さく形成されている。
【００４８】
また、グリッド２４は、各スペーサ開孔２８を横切って延びた複数本のブリッジ４４を有している。本実施の形態によれば、これらのブリッジ４４は、各スペーサ開孔２８の中心に対して放射状に延びているとともに、円周方向に沿って均等に設けられている。従って、スペーサ開孔２８は、これらのブリッジ４４により複数に分割されている。なお、ブリッジ４４の数は、必要に応じて増減可能である。
【００４９】
各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。幅方向Ｙにおいて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端は、スペーサ開孔２８の両側に突出した状態で、スペーサ開孔に重なって位置している。長手方向Ｘにおいては、スペーサ開孔２８の両端部が第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端から両側へ突出し、それぞれスペーサで満たされていない間隙部２８ａを規定している。
【００５０】
上記のように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、グリッド２４は、各スペーサ開孔２８を横切って延びたブリッジ４４を有していることから、グリッドの強度低下を防止しつつ、スペーサの反りの発生を防止することができる。更に、ブリッジ４４は、スペーサ開孔２８に対し放射上にかつ均等に設けられているため、スペーサ開孔近傍におけるグリッド２４の応力分布ムラの発生を防止することが可能となる。
【００５１】
図９に示すように、この発明の第５の実施の形態に係るＳＥＤによれば、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂはそれぞれ楕円形の断面形状を有し、グリッド２４に形成されたスペーサ開孔２８は、グリッドの長手方向Ｘに沿って延びた細長い長孔として形成されている。スペーサ開孔２８の長手方向Ｘの長さａｇは約１．５ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の長軸径ａｓよりも長く（ａｇ＞ａｓ）形成されている。また、スペーサ開孔２８の幅方向Ｙに沿った幅ｂｇは約０．３ｍｍに形成され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端部の短軸径ａｓよりも小さく形成されている。
【００５２】
また、グリッド２４の各スペーサ開孔２８は、プレス加工あるいは打ち抜き加工により形成されている。そして、グリッド２４は、各スペーサ開孔２８の周縁部に沿って形成されたばり状の跳ね返り部４６を有している。各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。幅方向Ｙにおいて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端は、スペーサ開孔２８の両側に突出した状態で、スペーサ開孔に重なって位置している。長手方向Ｘにおいては、スペーサ開孔２８の両端部が第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの基端から両側へ突出し、それぞれスペーサで満たされていない間隙部２８ａを規定している。更に、スペーサ開孔２８の周縁に沿って形成された跳ね返り部４６は、第１スペーサ３０ａ内に埋め込まれている。
【００５３】
上記のように構成された第５の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、スペーサにグリッド２４の跳ね返り部４６を埋め込むことにより、スペーサに芯が入った構成となり、グリッドの表面と平行な方向に沿ったスペーサの強度向上を図ることができる。
【００５４】
なお、上述した第２ないし第５の実施の形態において、ＳＥＤの他の構成は前述した第１の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能であるとともに、各実施の形態を適宜組み合わせて用いることも可能である。この発明において、スペーサの径や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等は必要に応じて適宜選択可能である。各スペーサは柱状に限らず、細長い板状としても良い。電子源は、表面導電型の電子放出素子に限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等、種々選択可能である。更に、この発明は、ＳＥＤに限定されることなく、ＦＥＤ、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）等の種々の画像表示装置にも適用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、スペーサの強度を向上して基板を安定して支持することができ、真空外囲器の強度が高く信頼性の向上した画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した上記ＳＥＤの斜視図。
【図３】上記ＳＥＤを拡大して示す断面図。
【図４】上記ＳＥＤにおけるグリッドの第２表面側を示す平面図。
【図５】上記グリッドのスペーサ開孔およびスペーサ基端を拡大して示す平面図および長軸方向に沿った断面図。
【図６】この発明の第２の実施の形態に係るＳＥＤにおけるグリッドのスペーサ開孔およびスペーサ基端を拡大して示す平面図。
【図７】この発明の第３の実施の形態に係るＳＥＤにおけるグリッドのスペーサ開孔およびスペーサ基端を拡大して示す平面図。
【図８】この発明の第４の実施の形態に係るＳＥＤにおけるグリッドのスペーサ開孔およびスペーサ基端を拡大して示す平面図。
【図９】この発明の第５の実施の形態に係るＳＥＤにおけるスペーサ、およびグリッドのスペーサ開孔およびスペーサ基端を拡大して示す断面図および平面図。
【符号の説明】
１０…第１基板、 １２…第２基板、 １４…側壁、
１５…真空外囲器、 １６…蛍光体スクリーン、 １８…電子放出素子、
２２…スペーサアッセンブリ、 ２４…グリッド、 ２４ａ…第１表面、
２４ｂ…第２表面、 ２６…電子ビーム通過孔、 ２８…スペーサ開孔、
３０ａ…第１スペーサ、 ３０ｂ…第２スペーサ、 ４４…グリッド、
４６…跳ね返り部

Claims (9)

1. 画像表示面を有した第１基板と、
   上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記画像表示面を励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、
   上記第１基板と第２基板との間に配設されているとともに、上記電子源から放出された電子が通過する複数の電子ビーム通過孔と複数のスペーサ開孔とを有した板状のグリッドと、
   それぞれ上記スペーサ開孔に重ねて上記グリッドに固定されているとともに上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数の柱状のスペーサと、を備え、
   上記グリッドの表面と平行な方向に沿った上記スペーサおよびスペーサ開孔の断面は互いに異なる形状を有し、上記各スペーサ開孔は、上記スペーサの両側に延出しスペーサで満たされていない間隙部を有していることを特徴とする画像表示装置。
2. 上記スペーサおよびスペーサ開孔の各断面は長軸および短軸それぞれを有し、上記グリッドの表面において、上記スペーサ断面の長軸長さａｓは上記スペーサ開孔断面の長軸長さａｇよりも短く、上記スペーサ断面の短軸長さｂｓは上記スペーサ開孔断面の短軸長さｂｇよりも長く形成さ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。
3. 上記グリッドの表面において、上記各スペーサの断面は、長軸長さａｓと短軸長さｂｓとの比ａｓ／ｂｓが３以上に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 上記各スペーサは楕円形状の断面を有し、上記各スペーサ開孔は長軸方向に細長い長孔により形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 上記各スペーサ開孔の断面は、上記スペーサの断面形状と相似で寸法の小さい相似形状部と、この相似形状部から上記長軸に沿って両側に延出したスリットと、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 上記グリッドは、各スペーサ開孔を横切って延びたブリッジを備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 上記ブリッジは、上記各スペーサ開孔の中心に対して放射状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 上記ブリッジは、上記各スペーサ開孔の周縁部に沿って形成された跳ね返り部を有し、上記跳ね返り部の少なくとも一部は上記スペーサ内に埋め込ま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。
9. 上記グリッドは、上記第１基板に対向した第１表面、および上記第２基板に対向した第２表面を有し、
   上記スペーサは、上記スペーサ開孔に重ねて上記グリッドの第１表面上に立設され上記第１基板に当接した複数の第１スペーサと、上記スペーサ開孔に重ねて上記グリッドの第２表面上に立設され上記第２基板に当接した複数の第２スペーサとを含み、上記第１および第２スペーサは上記スペーサ開孔を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像表示装置。

Images