JP2006120479A - 画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 前面基板と背面基板との接着時における前面基板と背面基板との封着ずれを軽減させ、高品位の画像表示を得る。
【解決手段】内面に陽極，蛍光体層６１，メタルバック膜６２及びブラックマトリクス膜６３を有する前面基板１と、複数の陰極配線５１とこの陰極配線５１に夫々に形成された複数の電子源５２とを内面に有し、前面基板１と所定の間隔を有して対向配置された背面基板２と、両基板間に形成される表示領域を周回して介挿され、所定の間隔を保持する支持枠３と、表示領域内で両基板間に介挿され、前面基板１と背面基板２との間に固定部材１１ａ，１１ｂを介して固定された複数のスペーサ４とを有し、支持枠３の一方の面と前面基板１との間及び支持枠３の他方の面と背面基板２との間を封着部材１０ａ，１０ｂを介して気密封着して構成され、スペーサ４の高さを支持枠３の高さよりも高くすることにより、両基板間隔がスペーサ４の高さに制御される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、前面基板と背面基板との間に形成される真空中への電子放出を利用した画像表示装置に係り、特に両基板間を所定間隔に保持固定させる支持体と間隔保持部材との組み合わせ構造に関するものである。
高輝度，高精細に優れたディスプレイデバイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかしながら、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度，高精細の特性を有すると共に軽量化，薄型化を実現可能とした平板型ディスプレイ（パネルディスプレイ）の要求が高まっている。
その典型的な例として液晶表示装置，プラズマ表示装置などが実用化されている。また、特に高輝度化が可能なものとして電子源から真空中への電子放出を利用した画像表示装置（例えば、電子放出型表示装置、電界放出型表示装置、ＦＥＤ等と呼ばれるもの）や低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど種々の型式のパネル型表示装置の実用化も図られている。
このようなパネル型表示装置のうち、上記電子放出型表示装置には、C.A.Spindtらにより発案された電子放出構造を有するもの、メタル−インシュレータ−メタル（ＭＩＭ）型の電子放出構造を有するもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造（表面伝導型電子源とも呼ばれる）を有するもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜，カーボンナノチューブの有する電子放出現象を利用するものなどが知られている。
また、このようなパネル型表示装置のうち、電界放出型画像表示装置は、内面に電界放出型の電子源を有する陰極配線及び制御電極などを形成した背面基板と、この背面基板と対向する内面に陽極及び蛍光体を形成した前面基板とを両基板内周縁部に支持枠を介挿して貼り合わせて気密封着してパネルとし、そのパネルの密閉空間を外界の気圧より低圧または真空状態に保持されて構成される。上記制御電極は陰極配線とは絶縁層を介してあるいは絶縁間隙を有して当該陰極配線と交差させて設置される。
また、上記制御電極には、陰極配線上に有する電子源からの電子を通過させる単数または複数の開孔を画素毎に有している。さらに背面基板と前面基板との間の間隔を所定値の間隔に保持するために、当該背面基板と前面基板との間に間隔保持部材が介在されている。なお、この間隔保持部材は、例えばガラスやセラミックスの薄板で形成され、画素を避けた位置に植立される。
図９は、従来のこの種のパネル型表示装置としての画像表示装置の一例を説明する要部断面図である。この画像表示装置は、複数の電子放出素子５を搭載した背面板（背面基板）２と、この背面板２に対向して配置されるとともに電子放出素子５から放出される電子線の照射により画像が形成される画像形成部材６を搭載した前面板（前面基板）１と、背面板２と前面板１との間にあって背面板２及び前面板１の周縁部を支持する支持枠３と、前面板１と背面板２との間に支柱として配置されるスペーサ（間隔保持部材）４とを有して構成されている。
このように構成される画像表示装置は、これらの複数の構成部材をフリットガラスを用いて互いに接合して気密構造を形成する。その際には、図１０に要部拡大断面図に示すように、支持枠３を固定するために背面板２（または前面板１）に予め塗布されるフリットガラス１０の仮焼成後の塗布厚を、スペーサ４を固定するために背面板２（または前面板１）に塗布されるフリットガラス１１の仮焼成後の塗布厚より厚くしている。つまり、支持枠３を固定するフリットガラス１０の仮焼成後の厚さをＨ１とし、スペーサ４を固定するフリットガラス１１の仮焼成後の厚さをＨ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２の関係を持たせて接合固定させている。これによってスペーサ４または電子放出素子５の破損を防止させている。この種の画像表示装置に関しては、下記特許文献１に開示されている。
また、図１１は、画像表示装置の他の一例を説明する要部断面図である。この画像表示装置は、スペーサ４の長さを支持枠３により規定される背面板２と前面板１との間の間隔よりも短くし、スペーサ４の一端を接着部材（フリットガラス）１１を用いて背面板２（または前面板１）に接合固定させている。つまり、支持枠３の長さをＬ１とし、スペーサ４の長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２の関係を持たせて接合固定させている。これによって耐大気圧強度及び耐衝撃性を向上させている。この種の画像表示装置に関しては、下記特許文献２に開示されている。
特許第３１２９９０９号（特開平７−３０２５４０号公報） 特許第３２４１２１９号（特開平７−２３０７７６号公報）
しかしながら、特許文献１に記載されている画像表示装置では、支持枠３を固定するフリットガラス１０の仮焼成後の塗布厚Ｈ１をスペーサ４を固定するフリットガラス１１の仮焼成後の塗布厚Ｈ２よりも厚くして接着固定させているので、パネル組み立て時にフリットガラス１０の溶解後に初めてスペーサ４がフリットガラス１１に接するので、スペーサ４が傾斜し、位置合わせズレが発生し易いという課題があった。
また、特許文献２に記載されている画像表示装置は、支持枠３の長さＬ１をスペーサ４の長さＬ２よりも長くして接着固定させるので、支持枠３の長さＬ１によりパネルの厚さが決定され、この結果、大気圧の荷重がスペーサ４に均一に印加されなくなり、大気圧の応力に対する安全性が得られないという課題があった。
前述した特許文献１及び特許文献２を含めてＦＥＤ等のパネル型表示装置では、前面板１と背面板２との間の表示領域内に配設するスペーサ４を位置ズレや傾きなどが発生しない状態で保持固定することが極めて困難であり、また、スペーサ４が損傷すること及び損傷したスペーサ４により電子放出素子５及びその電極などに損傷を与えるなどの問題もあり、更にはスペーサ４の固着工程を付加することにより、気密封着部にクラックやリークなどが発生する恐れもあり、これらの解決が課題となっている。
また、スペーサ４と前面板１及び背面板２との接着固定は、一般に気密封着材用のフリットガラス１０と同じフリットガラス１１が用いられる。結晶化フリットガラスは長時間の加熱により結晶化が進行し、熱膨張係数等の物性値が変化して衝撃等によりクラックが発生したり、気密封着が損なわれてリークが生じたりする恐れがある。また、非晶質フリットガラスは再加熱温度により軟化し、この軟化により一旦固定されていたスペーサに位置ズレや傾きが生じ、更にはスペーサが損傷する恐れもある等の課題があった。
したがって、本発明は前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、前面基板と背面基板との接着時における前面基板と背面基板との封着ずれを低減させ、これによって高品位の画像表示が得られる画像表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、前面基板と背面基板と支持体と間隔保持部材とで構成される表示パネルの全体に加わる大気圧の応力をほぼ均等に分散させることによって間隔保持部材の傾斜及び損傷等を回避させ、これによって信頼性の高い画像表示が得られる画像表示装置を提供することにある。
このような目的を達成するために本発明による画像表示装置は、内面に陽極及び蛍光体を有する前面基板と、複数の陰極配線と前記陰極配線に夫々に形成された複数の電子源とを内面に有し、且つ前面基板と所定の間隔を有して対向配置された背面基板と、前面基板と背面基板との間に形成される表示領域を周回して介挿され、且つ所定の間隔を保持する支持体と、表示領域内で前面基板と背面基板との間に介挿され、且つ前面基板と背面基板との間に固定部材を介在させて少なくとも一方を固定された複数の間隔保持部材とを備え、背面基板と支持体の一端部との間及び前面基板と当該支持体の他端部との間に封着部材を介在させて気密封着され、間隔保持部材の高さを支持体の高さよりも高くすることにより、前面基板と背面基板との間隔が間隔保持部材の高さ寸法によって制御されるので、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、背面基板と支持体の一端部との間に第１の封着部材を介在させて気密封着され、且つ前面基板と当該支持体の他端部との間に第２の封着部材を介在させて気密封着され、間隔保持部材の高さを支持体の高さよりも高くすることにより、前面基板と背面基板との間隔が間隔保持部材の高さ寸法によって制御されるので、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材の厚さと、第２の封着部材の厚さとを互いに異ならせることにより、前面基板と背面基板との間隔が間隔保持部材の高さ寸法によって制御されるので、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材の厚さを、第２の封着部材の厚さより厚くすることにより、前面基板と背面基板との間隔が間隔保持部材の高さ寸法によって制御されるので、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材と、第２の封着部材とで組成物質を互いに異ならせることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材を結晶化フリットガラスとし、第２の封着部材を非晶質フリットガラスとすることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材を軟化点の高い非晶質フリットガラスとし、第２の封着部材を第１の封着部材の軟化点よりも低い非晶質フリットガラスとすることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材を非晶質フリットガラスとし、第２の封着部材をシリコン系接着剤とすることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、第１の封着部材を結晶化フリットガラスとし、第２の封着部材をシリコン系接着剤とすることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
また、本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、背面基板と間隔保持部材の一方の面とを固定する第１の固定部材と、前面基板と間隔保持部材の他方の面とを固定する第２の固定部材とで組成物質を異ならせることにより、前面基板と背面基板との間隔を間隔保持部材の高さ寸法によって制御させることで、背景技術の課題を解決することができる。
なお、本発明は、上記各構成及び後述する実施の形態に記載される構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明によれば、間隔保持部材の高さを支持体の高さよりも高くすることにより、前面基板と背面基板との間の間隔が間隔保持部材の高さ寸法によって制御されて規定されるので、前面基板と背面基板との間で支持体の封着ズレ量が減少し、前面基板と背面基板との間の間隔が平行に高精度で制御されて保持されるので、これによって高品位の画像表示が実現可能となるなどの極めて優れた効果が得られる。
また、本発明によれば、背面基板と支持体の一方の面との間が第１の封着部材を介在させて気密封着され、前面基板と支持体の他方の面との間が第２の封着部材を介在させて気密封着されることにより、両基板相互間の間隔が確実に保持されるとともに、間隔保持部材の損傷及びこれに伴う電極等の損傷も回避できるので、これによって信頼性の高い画像表示が実現可能となるなどの極めて優れた効果が得られる。
また、本発明によれば、前面基板と背面基板と支持体と間隔保持部材とで構成される表示パネルの全面に加わる大気圧の応力がほぼ均等に分散されるので、間隔保持部材の傾斜等を回避でき、これによって安全性が大幅に向上するので、信頼性の高い画像表示が実現可能となるなどの極めて優れた効果が得られる。
以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による画像表示装置の実施例１による電子放出型の表示装置の概略構成を説明する要部平面図、図２は図１のＡ−Ａ´線から切断した要部拡大断面図、図３は図２の要部拡大断面図である。図１乃至図３において、参照符号１は透光性ガラス板材からなる前面基板、２は前面基板１と同様に透光性ガラスまたはアルミナなどのセラミックス板材からなる背面基板であり、これらの前面基板１及び背面基板２は板厚が例えば約３ｍｍ程度の絶縁性基板から形成されている。３はガラスまたはフリットガラス材などの成形体を切断し、枠状に組み立てて接着固定させて形成された外枠を兼ねた支持体としての支持枠であり、この支持枠３は、前面基板１と背面基板２との間の周縁部に接着固定により設置され、前面基板１と背面基板２との間の間隔を所定寸法、例えば約３ｍｍ程度に保持させている。
また、４は間隔保持部材としての板状のスペーサであり、このスペーサ４は、例えば約０．１ｍｍ程度以下の薄いガラス板またはアルミナ等のセラミックス板材を約３ｍｍ程度の幅（高さ寸法）に切断して形成され、前面基板１及び背面基板２の基板面にほぼ垂直で一方向（ｘ方向）に延在し、他方向（ｙ方向）に複数枚並設して配置され、支持枠３と協働して前面基板１と背面基板２との間の間隔を所定の寸法に保持させている。この構成では、図３に示すようにスペーサ４は、その高さをａとし、上記支持枠３の高さをｂとしたとき、スペーサ４と支持枠３とは、ａ＞ｂの高さ関係を有している。なお、スペーサ４の高さａの公差（ばらつき）は±１０μｍ程度であり、支持枠３の高さｂの公差は±１００μｍ程度であるが、常にｂ−ａが０〜−１００μｍの範囲にある。
また、５は電子放出素子群であり、この電子放出素子群５は、陰極配線５１と電子源５２と制御電極５３とから構成され、背面基板２上に所定の間隔で配置されている。この陰極配線５１は、背面基板２の内側表面に複数本が一方向（ｘ方向）に延在し、他方向（ｙ方向）に並設されている。この陰極配線５１の端部は、陰極配線引き出し線５１ａとして背面基板２の二辺に分けられて気密封着部の外側に引き出されている。この陰極配線５１は、例えば蒸着法などにより形成するか、または例えば粒径１〜５μｍ程度の導電性銀粒子に絶縁性を発現する低融点ガラスを混合した銀ペーストを厚膜印刷し、例えば約６００℃の温度で焼成して形成することなどにより設けられている。
また、制御電極５３は、陰極配線５１の上方に陰極配線５１と絶縁されて配置され、この制御電極５３の端部は、制御電極引き出し線５３ａとして背面基板２の他の一辺で気密封着部の外側に引き出されている。
さらに、陰極配線５１上に所定の間隔で配置された電子源５２は、ダイアモンド膜やグラファイト膜またはカーボンナノチューブなどから形成されている。この形成方法としては、例えば厚膜印刷されて焼成された陰極配線５１の表面にカーボンナノチューブペーストを印刷し、例えば真空中で約５９０℃の温度にて焼成する方法などが用いられる。
また、参照符号６は、画像形成部材であり、この画像形成部材６は、蛍光体膜６１とこの蛍光体膜６１上に被着されたメタルバック膜６２と、ブラックマトリクス（ＢＭ）膜６３とから形成され、前面基板１の内面上に配置されている。
また、参照符号１０ａは、背面基板２と支持枠３の一方の端面とを封着する封着部材であり、この封着部材１０ａは、例えばＰｂＯ：約７２ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3：約１０ｗｔ％、ＺｎＯ：約１０ｗｔ％程度の組成からなる結晶化フリットガラスにより形成されている。また、参照符号１０ｂは、前面基板１と支持枠３の他方の端面とを封着する封着部材であり、この封着部材１０ｂは、例えばＰｂＯ：７５ｗｔ％〜８０ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3：約１０ｗｔ％、その他１０ｗｔ％〜１５ｗｔ％程度の組成からなる非晶質フリットガラスにより形成されている。
また、図３に示すように背面基板２と支持枠３とを封着する封着部材１０ａは、その封着厚さをＳａとし、前面板１と支持枠３とを封着する封着部材１０ｂの封着厚さをＳｂとしたとき、Ｓａ＞Ｓｂの厚さ関係を有して封着されている。これによって支持枠３の上下端面に前面基板１と背面基板２とが配置されてｚ方向に積層された前面基板１と背面基板２との周縁部が気密封着されている。また、支持枠３と前面基板１，背面基板２とで囲繞された部分が画像表示領域１２（図１参照）を構成しており、この表示領域１２の部分はその内部が真空状態に保持される。
ここで封着部材１０ａ，１０ｂを介して行う気密封着は、例えば窒素雰囲気中で例えば約４３０℃程度の温度で行い、その後、約３５０℃程度に加熱しながら、排気して真空に封止する方法で行う。なお、上記ｚ方向は重畳された前面基板１及び背面基板２と直交する方向を示す。
また、参照符号１１ａ，１１ｂは、スペーサ４と前面基板１及び背面基板２とをそれぞれ固定する固定部材である。この固定部材１１ａは、例えばヒステリシス特性を有する物質としてＢ2Ｏ3とＰｂＯとＺｎＯとを主成分とする組成からなる結晶化フリットガラスにより形成され、背面基板２とスペーサ４の下端面４２とが固定されている。
また、固定部材１１ｂは、例えばＳｉＯ2とＢ2Ｏ3とＰｂＯとを主成分とする組成からなる非晶質フリットガラスにより形成され、前面基板１とスペーサ４の上端面４１とが固定されている。これらの固定部材１１ａ及び固定部材１１ｂのうち、固定部材１１ｂがスペーサ４の硬度とほぼ同等もしくは低い硬度を有する非晶質フリットガラスにより形成されている。
このような構成において、陰極配線５１上に配置された電子源５２から放射された電子は、約１００Ｖ程度のグリット電圧の印加された制御電極５３の電子通過孔で制御され、この電子通過孔を通過し、数ＫＶ〜１０数ＫＶの陽極電圧の印加された画像形成部材に向かい、メタルバック層６２（陽極）を通過して蛍光体層６１に射突して蛍光体６１を発光させ、映視像面に所望の表示を行う構成となっている。そして、陰極配線５１と制御電極５３との交差部にマトリクス状に単位画素が形成され、このマトリクス配列された画素で表示領域が形成される。一般的には単位画素の三個のグループで赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）からなるカラー画素が形成される。
このように構成された画像表示装置において、スペーサ４はその高さａが支持枠３の高さｂよりも高くして形成されているので、支持枠３と背面基板２とを封着する封着部材１０ａの封着厚さＳａを、支持枠３と前面基板１とを封着する封着部材１０ｂの封着厚さＳｂよりも厚くすることによって前面基板１と背面基板２との封着時には封着厚さＳｂの薄い封着部材１０ｂで封着され、前面基板１と背面基板２との間の間隔がスペーサ４の高さａとほぼ等しい範囲に制御される。また、封着厚さＳａの厚い封着部材１０ａは、支持体３の高さバラツキを吸収して公差の少ないスペーサ４の高さａとほぼ同等の高さで封着されることになる。
つまり、前面基板１と背面基板２との封着時の封着ズレは、支持枠３の上下端面を封着する封着部材１０ａ，１０ｂの封着厚さに対してほぼ比例関係にあり、層厚の薄い封着部材１０ｂの方が封着ズレが生じ難い。したがって、層厚の厚い封着部材１０ａの方で支持枠３の高さのバラツキを吸収することによって、支持枠３と協働して前面基板１と背面基板２との間の間隔がスペーサ４の高さａ寸法で高精度に保持されることになる。
これによって前面基板１と背面基板２と支持枠３とで構成されるパネルへの応力の集中が少なくなり、スペーサ４の損傷などを大幅に低減させることができる。また、面方向への位置合わせズレが発生し難くなるので、気密封着部分におけるクラックやリークなどが発生する恐れもなくなる。
なお、上記実施例では、スペーサ４の高さａを支持枠３の高さｂよりも大きくした場合について説明したが、支持枠３とスペーサ４との高さとしてａ＝ｂの関係を持たせても封着厚さＳａの大きい封着部材１０ａによって支持枠３の高さｂのバラツキを吸収することができるので、前面基板１と背面基板２との封着ずれ量を減少させることができる。なお、スペーサ４と支持枠３との高さ関係をａ＜ｂとすると、スペーサ４が前面基板１と背面基板２との間に固定部材１１ａ，１１ｂを介して十分に接着固定されなくなり、両基板間を所定間隔に維持できなくなるとともに、支持枠３と前面基板１及び背面基板２との気密封着部にリークが発生し易くなる。したがって、スペーサ４と支持枠３との高さ関係は、ａ≧ｂの範囲が好適である。
一般に前面基板と背面基板との接着時には、前面基板と背面基板との合わせズレが生じることは知られており、また、封着部材の層厚が厚くなるに伴って封着ズレ量が大きくなる。このために本実施例では、接着時には、図４に要部断面図で示すように前面基板１の所定位置に封着厚さＳｂの薄い非晶質フリットガラスからなる封着部材１０ｂ及び固定部材１１ｂを塗布し、固定部材１１ｂ上に高さａの複数のスペーサ４を接着させ、仮焼成により接合し、スペーサ４が吊り下げられた状態で保持されるように組み立てる。次に背面基板２上の周縁部には封着厚さＳａの厚い結晶化フリットガラスからなる封着部材１０ａを塗布し、その内側領域にはその所定位置に封着厚さＳａよりも厚さの薄い例えば非晶質フリットガラスからなる固定部材１１ａを塗布して仮焼成する。
次に背面基板２の周縁部に塗布された封着部材１０ａ上に高さｂの支持枠３を載置して前面基板１と背面基板２とを対向させて重ね合わせて組み合わせ、焼成処理を行うことにより、前面基板１と背面基板２との間の間隔がほぼスペーサ４の高さａ寸法に制御され、規正されて封着固定されることになる。
なお、本実施例では、背面基板２側に封着部材１０ａ及び固定部材１１ａを塗布し、封着部材１０ａ上に支持枠３を接着し、前面基板１側に封着部材１０ｂ及び固定部材１１ｂを塗布し、前面基板１と背面基板２とを対向させて組み合わせて接着固定させた場合について説明したが、他の手段として図５に要部断面図で示すように背面基板２上に固定部材１１ａを塗布し、この固定部材１１ａ上に複数のスペーサ４を接着して前面基板１と背面基板２とを対向させて組み合わせることによっても、支持枠３の高さバラツキｈがスペーサ４の高さａのバラツキ（±１０μｍ以内）に制御され、規正されて封着固定される。また、支持枠３の接着が前面基板１と背面基板２とで逆であっても良いことは勿論である。また、本実施例では、封着部材１０は、結晶化フリットガラス、非結晶化フリットガラスで説明しているが、同一部材であっても良いことは勿論である。
また、本発明の画像表示装置の実施例２として封着部材１０ａの封着厚さＳａが封着部材１０ｂの封着厚さＳｂよりも厚い場合には、支持枠３を接着固定させる封着部材１０ａ及び封着部材１０ｂとしてそれぞれ前面基板１側と背面基板２側とで異なる材質の封着部材を用いるものである。例えば下記表１に具体例２〜具体例４で示すような組み合わせを用いることができる。
Figure 2006120479
このように前面基板１側と背面基板２側とで組成物質の異なる封着部材１０ａ，１０ｂを用いることにより、封着厚さＳｂの封着部材１０ｂは、封着厚さＳａの封着部材１０ａに比べ、高温での粘度が違い、封着時には主に封着部材１０ｂが溶けて封着される。すなわち、封着厚さＳｂが主に潰れることにより、ズレ量を小さくすることができる。
また、背面基板２側の固定部材１１ａと前面基板１側の固定部材１１ｂとでフリットガラスの組成を異ならせても良い。例えば前面基板１側及び背面基板２側のうち、いずれか一方の固定部材の硬度をスペーサ４の硬度とほぼ同等もしくは低くする。これによってスペーサ４の高さａの公差（バラツキ）が小さいので、前面基板１と背面基板２と支持体３とで構成されるパネルへの真空応力の集中が少なくなり、ほぼ均等に分散される。また、固定部材１１ａ，１１ｂの硬度がスペーサ４と同等であってもスペーサ４の損傷を少なくすることができる。
図６は、本発明による画像表示装置の実施例３による電子放出型の表示装置の概略構成を説明する要部断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図６では背面基板２の内面に形成される電子放出素子群５及び前面基板１の内面に形成される画像形成部材６などの詳細については省略されている。図６において、スペーサ４は、薄いガラス板またはアルミナ等のセラミックス板材を切断して小片部品に分割して作製できるので、その高さａの交差を小さくして形成することができる。
図７に要部拡大断面図で示すように前面基板１と背面基板２との間の間隔を支持枠３の高さｂ寸法で制御しようとすると、支持枠３は真空シールの役割も併せ持っているので、全周縁部にわたってその高さｂ寸法の公差を小さくしようとすると、支持枠３の加工費が膨大になってしまう。また、封着部材１０ｃは、その高さｂのバラツキを吸収し、且つ真空シールを維持させる必要性から、固定部材１１ｃの溶解接着時に電子放出素子群５と画像形成部材６との間の間隔の制御までも含めることは困難である。
したがって、前面基板１と背面基板２との間を所定の間隔に保持するスペーサ４の高さａと、その支持枠３の高さｂとに例えばａ−ｂ＝０．１０ｍｍの高さ関係を持たせて形成する。ここで、支持枠３の高さｂ公差は、前述したように±０．１ｍｍ（±１００μｍ）であるので、支持枠３の両端面に厚さＳｃ＝約０．１ｍｍの封着部材１０ｃにより封着する。一方、スペーサ４の両端面には厚さＳｄ＝約０．０３ｍｍの導電性固定部材１１ｃで固着する。
支持枠３の封着部材１０ｃの厚さＳｃは、パネルに組み上げる前は約０．２ｍｍ程度の厚さに形成されるが、パネルになった時には支持枠３の厚さＳｃのバラツキに合わせて０．１±０．０８ｍｍとなった。このときのスペーサ４の固定部材１１ｃの厚さＳｄは、組み立て前では０．０４±０．０１ｍｍ程度であったが、パネル化後は約０．０３ｍｍであった。
なお、スペーサ４の高さａの公差は約１０μｍ、望ましくは約５μｍ以下とし、支持枠３の高さｂの公差の約１／５以下で形成されている。この場合、前面基板１の内面に形成される電子放出素子群と背面基板２の内面に形成される画像形成部材との間の間隔は、２〜１５ｍｍの範囲であり、また、スペーサ４の大きさは、表示画面の短辺方向で５ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲の長さで形成されている。
また、内面に電子放出素子群５を形成した背面基板２と同様に内面に画像形成部材６を形成した前面基板１とをアライメントする際は、合わせ機構上で両基板が支持枠３及びスペーサ４などに接触しないように浮かせた状態で行った後に両基板間の間隔を徐々に狭くさせて互いに接するように対向させて仮接着する。
ここで、前面基板１と背面基板２との間に加圧させた状態で固定部材１１ｃ介して行うスペーサ４の固着は、例えば窒素雰囲気中で例えば４５０±３０℃の温度で行い、次に封着部材１０ｃを介して行う支持枠３の気密封着は、同様に窒素雰囲気中で例えば４３０±３０℃の温度で行い、その後、例えば３５０±３０℃で加熱しつつ、排気して真空封止することによりパネル化させる。
これによってスペーサ４は、その両端部が固定部材１１ｃ内に食い込み、前面基板１と背面基板２とが接合される。また、固定部材１１ｃ内に含有されている導電性粒子の焼結及び接触などにより、スペーサ４への導通が確保される。これによって固定部材１１ｃは１０Ｅ＋１０Ω・ｃｍ以下の抵抗値となった。
パネルに組み立てた時には、封着部材１０ｃと前面基板１及び背面基板２との界面が十分に馴染み、濡れている状態が確認された。同様にスペーサ４を固着する固定部材１１ｃも図８に要部拡大断面図で示すようにスペーサ４の一端部が矢印Ａで示すにように十分に濡れ、且つ固定部材１１ｃ内に約０．０２ｍｍ程度埋め込まれていることが確認できた。
また、このスペーサ４の他端部と図７に示す背面基板２との間に固着される固定部材１１ｃにおいてもスペーサ４の一端部が上記同様の構造で固定部材１１ｃ内に埋め込まれていた。
なお、上記実施例においては、スペーサ４の上下端と、前面基板１及び背面基板２とをそれぞれ固定する固定部材１１ｃの固着厚さ（パネル化後の厚さ）Ｓｄを約０．０３ｍｍとしたが、この固着部材１１ｃの厚さＳｄが約５μｍ未満では、スペーサ４の表面の凹凸及びこの固着部材１１ｃ内に含まれるフィラー等によりパネル側に部分的な応力の集中が発生し易くなり、クラックを引き起こす要因となる。
また、本実施例においては、スペーサ４の一端部が固定部材１１ｃに埋め込まれている深さＳｅが約０．０２ｍｍ程度とした場合について説明したが、この深さＳｅが浅いと、スペーサ４が倒れ易くなり、また、逆に深すぎると、高電圧が不規則に帯電されて電子の軌道に悪影響を及ぼすことになる。したがって、前面基板１とスペーサ４との間の間隔Ｓｅは２０±１５μｍの範囲が好適であった。
なお、前述した実施例において、封着部材１０ｃのシール後の封着厚さＳｃが０．１±０．０８ｍｍとした場合について説明したが、封着部材１０ｃの厚さＳｃが約２０μｍ未満では、封着部材１０ｃ中に含まれるフィラー等の粒子性物質により真空封止ができない場合があり、十分な真空度を保持できずにリークしてしまう場合が多い。
また、逆にその厚さＳｃが約１８０μｍを超えると、封着部材１０ｃが溶解（軟化）時にパネル内部を真空排気するために内部に引き込まれてしまう傾向が大きくなる。また、封着部材１０ｃの内部に気泡を内蔵し易くなり、これが製作工程中で連続して発生すると、真空不良を引き起こすことになる。したがって、封着部材１０ｃの厚さＳｃは、シール後の厚さで２０μｍ〜１８０μｍの範囲が好適である。
このような構成においては、小片部品に分割して作製されたスペーサ４によってパネル全体に加わる圧力を均等に分散できるので、大気圧の応力に対応する安全性を向上させることができる。また、このスペーサ４は、個々の小片部品に加工する以前に薄いガラス板またはアルミナ等のセラミックス板材などの平板に切り込みを入れて小片部品として作製することができるので、製作コストの上昇も殆ど生じず、低コストにて実現可能となる。
また、上記構成において、固定部材１１ｃ内には導電性粒子が含有されているので、スペーサ４への導通が確保され、スペーサ４の帯電防止効果が得られるとともに、スパークの発生を抑制する効果も同時に期待できる。
また、前述した実施例においては、前面基板１と背面基板２との間を所定の間隔に保持するスペーサ４の高さａと、その支持枠３の高さｂとでａ−ｂ＝０．１０ｍｍの高さ関係を持たせて形成した場合について説明したが、支持枠３及びスペーサ４の高さバラツキ並びに封着部材１０ｃ及び固定部材１１ｃの厚さバラツキなどを考慮すると、ａ−ｂ＝０．１５±０．１０ｍｍの範囲の高さ関係が好適であった。
また、前述した実施例においては、複数のスペーサ４を直線状に配列させた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、千鳥状などの各種の形状に配列しても前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、前述した実施例においては、画像表示装置として内面に蛍光体及びブラックマトリクスを有し、蛍光体及びブラックマトリクスの背面に陽極を有する前面基板を用いたＦＥＤに適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）やメタル−インシュレータ−メタル型電子放出源を有するパネル型ディスプレイに適用しても前述と全く同様の効果が得られることは勿論である。
本発明による画像表示装置の実施例１による構成を示す模式平面図である。 図１のＡ−Ａ´線の要部拡大断面図である。 図２の要部拡大断面図である。 本発明による画像表示装置に係る前面基板と背面基板との組み合わせ構造を示す要部断面図である。 本発明による画像表示装置に係る前面基板と背面基板との他の組み合わせ構造を示す要部断面図である。 本発明による画像表示装置の実施例３による構成を示す要部断面図である。 図６に示す画像表示装置の要部拡大断面図である。 図６に示す画像表示装置の要部拡大断面図である。 従来の画像表示装置の基本構造を示す要部断面図である。 図９に示す画像表示装置の背景技術の課題を説明する要部拡大断面図である。 図９に示す画像表示装置の背景技術の課題を説明する要部拡大断面図である。
符号の説明
１・・・前面基板、２・・・背面基板、３・・・支持枠（支持体）、４・・・スペーサ（間隔保持部材）、５・・・電子放出素子群、５１・・・陰極配線、５１ａ・・・陰極配線引き出し線、５２・・・電子源、５３・・・制御電極、５３ａ・・・制御電極引き出し線、６・・・画像形成部材、６１・・・蛍光体膜、６２・・・メタルバック膜、６３・・・ブラックマトリクス膜、１０ａ・・・封着部材、１０ｂ・・・封着部材、１０ｃ・・・封着部材、１１ａ・・・固定部材、１１ｂ・・・固定部材、１１ｃ・・・固定部材、１２・・・表示領域。

Claims (10)

  1. 内面に陽極及び蛍光体を有する前面基板と、
    複数の電子源を内面に有し、且つ前記前面基板と所定の間隔を有して対向配置された背面基板と、
    前記前面基板と前記背面基板との間に形成される表示領域を周回して介挿され、且つ前記所定の間隔を保持する支持体と、
    前記表示領域内で前記前面基板と前記背面基板との間に介挿され、且つ前記前面基板と前記背面基板との間に少なくとも一方を固定部材を介在させて固定された複数の間隔保持部材と、
    を備え、
    前記背面基板と前記支持体の一端部との間及び前記前面基板と当該支持体の他端部との間に封着部材を介在させて気密封着され、前記間隔保持部材の高さを前記支持体の高さよりも高くしたことを特徴とする画像表示装置。
  2. 内面に陽極及び蛍光体を有する前面基板と、
    複数の電子源を内面に有し、且つ前記前面基板と所定の間隔を有して対向配置された背面基板と、
    前記前面基板と前記背面基板との間に形成される表示領域を周回して介挿され、且つ前記所定の間隔を保持する支持体と、
    前記表示領域内で前記前面基板と前記背面基板との間に介挿され、且つ前記前面基板と前記背面基板との間に少なくとも一方を固定部材を介在させて固定された複数の間隔保持部材と、
    を備え、
    前記背面基板と前記支持体の一端部との間に第１の封着部材を介在させて気密封着され、且つ前記前面基板と当該支持体の他端部との間に第２の封着部材を介在させて気密封着され、前記間隔保持部材の高さを前記支持体の高さよりも高くしたことを特徴とする画像表示装置。
  3. 前記第１の封着部材の厚さと、前記第２の封着部材の厚さとが互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
  4. 前記第１の封着部材の厚さを、前記第２の封着部材の厚さより厚くしたことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
  5. 前記第１の封着部材と、前記第２の封着部材とで組成物質が互いに異なることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の画像表示装置。
  6. 前記第１の封着部材を結晶化フリットガラスとし、前記第２の封着部材を非晶質フリットガラスとしたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  7. 前記第１の封着部材を軟化点の高い非晶質フリットガラスとし、前記第２の封着部材を前記第１の封着部材の軟化点よりも低い非晶質フリットガラスとしたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  8. 前記第１の封着部材を非晶質フリットガラスとし、前記第２の封着部材をシリコン系接着剤としたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  9. 前記第１の封着部材を結晶化フリットガラスとし、前記第２の封着部材をシリコン系接着剤としたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
  10. 前記背面基板と前記間隔保持部材の一端部とを固定する第１の固定部材と、前記前面基板と前記間隔保持部材の他端部とを固定する第２の固定部材とで組成物質が互いに異なることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の画像表示装置。
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