JP2006185611A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化および高精細化が可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】 画像表示装置の外囲器は、蛍光面が形成された第１基板１０、および前記第１基板と隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板を有している。第１および第２基板の間には、それぞれ第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スペーサ構体２２ａ〜２２ｄと、スペーサ構体同士を連結した連結部材５０と、が設けられている。各スペーサ構体は、第１基板に対向した第１表面および第２基板に対向した第２表面を有した支持基板２４と、支持基板上に立設され複数のスペーサ３０と、を有している。連結部材は、スペーサ構体の支持基板に連結されている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、対向配置された基板と、基板間に配設されたスペーサとを備えた画像表示装置に関する。

近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置を構成するフィールド・エミッション・デバイス（以下、ＦＥＤと称する）の一種として、表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。

このＳＥＤは、所定の間隔をおいて対向配置された第１基板および第２基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第１基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体を励起する電子放出源として、多数の電子放出素子が配列されている。第１基板および第２基板間に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、複数のスペーサが配置されている。第１基板と第２基板との間には支持基板が設けられ、複数のスペーサはこの支持基板上に立設されている。また、支持基板には、それぞれ電子放出素子から放出された電子ビームが通過する複数の電子ビーム通過孔が形成されている（特許文献１）。

上記ＳＥＤ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。実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、アノード電圧を数ｋＶ以上望ましくは５ｋＶ以上に設定することが必要となる。
特開２００２−０８２８５０号公報

上記構成のＳＥＤにおいて、第１基板および第２基板に対するスペーサおよび電子ビーム通過孔の位置合わせが重要な課題となる。例えば、支持基板に形成された電子ビーム通過孔およびスペーサは、電子放出素子から放出された電子を遮らない形で設けられねばならない。特に、電子放出素子から蛍光体へ向かう電子ビームの軌道を、支持基板によって遮らないように、支持基板を第１基板および第２基板に対して高い精度で位置合わせする必要がある。この問題は大型で高精細の表示装置になるほど深刻となる。

また、表示装置が大型化した場合、スペーサおよび支持基板からなるスペーサ構体自体も大型化することが必要となるが、既存の製造方法ではスペーサ構体の大型化が困難となる可能性が有る。あるいは、部材製造コストが高価になることが予想される。板状の支持基板において、電子ビーム通過孔の形成位置座標精度は、支持基板のサイズが大きくなるほど低下する。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、大型化および高精細化が可能な画像表示装置を提供することにある。

前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、蛍光面が形成された第１基板、および前記第１基板と隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板を有した外囲器と、それぞれ前記第１および第２基板の間に設けられ前記第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スペーサ構体と、前記スペーサ構体同士を連結した連結部材と、を備え、
前記各スペーサ構体は、前記第１基板に対向した第１表面および前記第２基板に対向した第２表面を有した支持基板と、前記支持基板上に立設され複数のスペーサと、を有し、前記連結部材は、前記スペーサ構体の支持基板に連結されている。

この発明によれば、スペーサ構体を複数に分割して小型化することにより、各スペーサ構体の位置決め精度および加工精度の向上、並びに製造コストの低減を図ることができる。これにより、大型で高精細な画像表示装置を得ることができる。

以下図面を参照しながら、この発明を、平面型画像表示装置としてＳＥＤに適用した第１の実施形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第１基板１０および第２基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。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を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器１５を構成している。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、これらの基板同士を接合している。第１基板１０および第２基板１２は、矩形状の有効表示領域および有効表示領域の外側に位置した非表示領域を有している。

図２に示すように、有効表示領域において、第１基板１０の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。蛍光体スクリーン１６は、赤、青、緑に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ（蛍光体層Ｇのみ図示する）、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。本実施形態において、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはほぼ矩形のドット状に形成されている。第１基板１０および第２基板１２の長手方向を第１方向Ｘ、幅方向を第２方向Ｙとした場合、蛍光体層は、第１方向ＸにＲ、Ｇ、Ｂが交互に並んで設けられ、第２方向Ｙに同一色の蛍光体層が並んで設けられている。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およびゲッター膜１９が順に形成されている。

有効表示領域において、第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子放出源として、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、画素に対応して複数列および複数行に配列され、それぞれ対応する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂと対向している。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。第２基板１２の内面上には、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。

図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２の間に配設された複数、例えば、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを備えている。各スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、第１および第２基板１０、１２間に配設された矩形状の金属板からなる支持基板２４と、支持基板に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ３０と、を有している。４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、同一構造を有し、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに隙間を置いて２つずつ並んで設けられ、全体として表示領域全体を覆った矩形状に配置されている。

スペーサ構体２２ｂを代表して詳細に述べると、支持基板２４は、それぞれ第１方向Ｘに延びた長辺および第２方向Ｙに延びた短辺を有した矩形状に形成されている。支持基板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。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、第１方向Ｘにブリッジ部を介して第１ピッチで並んでいるとともに、第２方向Ｙに第１ピッチよりも大きな第２ピッチで並んで設けられている。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。

支持基板２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。支持基板２４の表面には、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４からなる酸化膜が形成されている。また、支持基板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の壁面は、例えば、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁層２７により被覆されている。更に、支持基板２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、周縁部、並びに、各電子ビーム通過孔２６の壁面は、二次電子発生防止効果を有した高抵抗膜としてのコート層２８により被覆されている。コート層２８は絶縁層２７に重ねて形成されている。

支持基板２４は、その第１表面２４ａが、ゲッター膜１９、メタルバック１７、蛍光体スクリーン１６を介して、第１基板１０の内面に面接触した状態で設けられている。支持基板２４に設けられた電子ビーム通過孔２６は、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ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。

図２ないし図４に示すように、支持基板２４の第２表面２４ａ上には複数のスペーサ３０が一体的に立設され、それぞれ第２方向Ｙに並んだ電子ビーム通過孔２６間に位置している。スペーサ３０の先端は、第２基板１２の内面に当接している。ここでは、各スペーサ３０の先端は、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。スペーサ３０の各々は、支持基板２４側から先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ことが望ましい。例えば、スペーサ３０は高さ約１．４ｍｍに形成されている。支持基板表面と平行な方向に沿ったスペーサ３０の断面は、円形もしくは楕円形に形成されている。スペーサ３０は、例えばガラスを主成分とするスペーサ形成材料を所定の形状に成形した後、焼成してガラス化することにより形成されている。なお、本出願において、柱状のスペーサとは、支持基板２４の表面と平行な方向に沿ってある程度の長さを有した細長い板状のスペーサを含む概念である。

上記のように構成された４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ支持基板２４の長辺が第１基板１２の第１方向Ｘと平行に延びた状態で、かつ、短辺が第２方向Ｙと平行に延びた状態で配列されている。スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、並びにスペーサ構体２２ｃ、２２ｄは、それぞれ短辺同士が僅かな隙間を置いて平行に向い合っている。また、スペーサ構体２２ａ、２２ｃ、並びにスペーサ構体２２ｂ、２２ｄは、それぞれ長辺同士が僅かな隙間を置いて平行に向い合っている。これにより、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは２行、２列に並んで配設され、支持基板２４は互いに同一平面内に位置している。

４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、連結部材として機能する連結板５０により互いに連結され、１つの大きなスペーサ構体を構成している。図２ないし図５に示すように、連結板５０は、細長い矩形状に形成されている。連結板５０は、スペーサ構体の各支持基板２４の長さよりも長く、かつ、支持基板の幅よりも短い幅に形成されている。連結板５０には、エッチング等により、スペーサ構体の電子ビーム通過孔２６に対応する複数の透孔５２およびスペーサ３０を挿通するための複数のスペーサ透孔５４が形成されている。

連結板５０は、スペーサ構体の支持基板２４と同様の処理が施されている。つまり、連結板５０は、たとえば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。連結板５０の表面には、例えば、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４からなる酸化膜が形成されている。また、連結板５０の表面、各透孔５２、および各スペーサ透孔５４の壁面は、例えば、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁層により被覆され、更に、絶縁層に重ねて、二次電子発生防止効果を有したコート層が形成されている。

連結板５０は、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの４つの支持基板２４を互いに連結している。連結板５０は、支持基板２４の第２表面２４ｂに重ねて設けられているとともに、その長手方向が第１基板１０の第１方向Ｘと平行に、すなわち、支持基板２４の長辺と平行に延びている。連結板５０は、スペーサ構体２２ａ、２２ｃ間の隙間、およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄの隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。更に、連結板５０の長手方向中央部は、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ間の隙間およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄ間の隙間に重なっている。

連結板５０は、溶接、接着等の方法により、４つの支持基板２４に固定されている。本実施形態において、連結板５０は、例えば、長手方向両側縁部の複数箇所がそれぞれレーザー溶接により支持基板２４に固定されている。

図２、図４および図５に示すように、支持基板２４と連結板５０とが重なった領域において、連結板５０の各透孔５２は支持基板２４の対応する電子ビーム通過孔２６と整列している。これにより、電子放出素子１８から放出された電子ビームが連結板５０によって遮蔽されることを防止している。また、支持基板２４と連結板５０とが重なった領域において、支持基板２４上に立設されたスペーサ３０は、連結板５０の対応するスペーサ透孔５４に挿通されている。各スペーサ透孔５４は、スペーサ３０の支持基板２４側の端部よりも大きな断面積を有し、各スペーサは、スペーサ透孔５４に僅かな隙間を持って挿通されている。これにより、挿通時では、連結板５０から各スペーサ３０に負荷が作用することを防止している。

上記のように連結された４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、支持基板２４が第１基板１０に面接触し、スペーサ３０の延出端が第２基板１２の内面に当接することにより、これら第１および第２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。なお、各スペーサ構体の支持基板２４は、第２基板１２上に設けられた図示しない支持点を介して第２基板側に固定および位置決めしてもよい。

ＳＥＤは、支持基板２４および第１基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。この電圧供給部は、支持基板２４およびメタルバック１７にそれぞれ接続され、例えば、支持基板２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧を印加する。ＳＥＤにおいて、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にアノード電圧が印加され、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。

次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法の一例について説明する。始めに、スペーサ構体２２の製造方法について説明する。
所定寸法の支持基板２４、この支持基板とほぼ同一の寸法を有した矩形板状の成形型を用意する。支持基板２４としては、４５〜５５重量％ニッケル、残部鉄、不可避不純物を含有した板厚０．１〜０．３ｍｍの金属板を用いる。この金属板を脱脂、洗浄、乾燥した後、エッチングにより電子ビーム通過孔２６を形成する。金属板全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含め金属板表面に絶縁層２７を形成する。更に、絶縁層２７の上に、ガラスペーストにコート液をスプレーにより塗布し、乾燥した後、焼成することにより、コート層２８を形成する。

なお、コート層２８は塗布膜に限らず、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、あるいはゾルゲル法により、支持基板表面に酸化クロムを薄膜状に形成した層としてもよい。

成形型は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明シリコン、透明ポリエチレンテフタレート等により平坦な板状に形成する。成形型は、支持基板２４に当接する平坦な当接面と、スペーサ３０を成形するための多数の有底のスペーサ形成孔と、を有している。スペーサ形成孔はそれぞれ上型の当接面に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。

続いて、成形型のスペーサ形成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。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。

スペーサ形成材料の充填されたスペーサ形成孔がそれぞれ電子ビーム通過孔２６間と対向するように、成形型を位置決めし当接面を支持基板２４の第２表面２４ｂに密着させる。なお、支持基板２４のスペーサ立設位置には、ディスペンサあるいは印刷により、予め接着剤を塗布しておいてもよい。

次いで、成形型の外側に配置された紫外線ランプから成形型に向けて紫外線（ＵＶ）を照射する。成形型は紫外線透過材料で形成されている。そのため、紫外線ランプから照射された紫外線は成形型を透過し、充填されたスペーサ形成材料に照射される。これにより、支持基板２４と成形型との密着を維持した状態で、スペーサ形成材料を紫外線硬化させる。

続いて、硬化したスペーサ形成材料を支持基板２４上に残すように、成形型を支持基板２４から離型する。その後、スペーサ形成材料が設けられた支持基板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、支持基板２４上にスペーサ３０が作り込まれたスペーサ構体が得られる。同様の構成により、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを形成する。

一方、連結板５０を形成する。連結板５０としては、例えば、支持基板２４と同様の材料を用い、ここでは、４５〜５５重量％ニッケル、残部鉄、不可避不純物を含有した板厚０．１〜０．３ｍｍの金属板を用いる。この金属板を脱脂、洗浄、乾燥した後、エッチングにより複数の透孔５２およびスペーサ透孔５４を形成する。金属板全体を酸化処理した後、透孔５２およびスペーサ透孔５４の内面を含め金属板表面に絶縁層を形成する。コート液をスプレーにより塗布し、乾燥した後、焼成することにより、コート層を形成する。

続いて、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを互いに所定の相対位置に位置合わせした後、連結板５０をスペーサ構体に装着する。そして、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに対して連結板５０を位置合わせした後、連結板の側縁部をスペーサ構体の支持基板２４にレーザー溶接により固定する。これにより、互いに連結されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが得られる。

ＳＥＤの製造においては、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。続いて、前記のようにして得られたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを第２基板１２上に位置決め配置し、支持ポスト等を介して固定する。この状態で、第１基板１０、第２基板１２、およびスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを真空チャンバ内に配置する。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１０を第２基板１２に接合する。これにより、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを備えたＳＥＤが製造される。

以上のように構成されたＳＥＤによれば、スペーサ構体を複数に分割して小型化することにより、エッチング加工、レーザー加工等、各スペーサ構体の加工精度自体を上げることができる。また、各スペーサ構体を既存の製造方法により安価に製造することができる。従って、ＳＥＤの画素ピッチを小さくし高精細化を図った場合でも、また、ＳＥＤを大型化した場合でも、電子放出素子等に対してスペーサ構体を高い精度で位置合わせすることができる。同時に、共通構造のスペーサ構体を複数個任意に組み合わせることにより、種々のサイズのＳＥＤに対向したスペーサ構体を得ることが可能となる。更に、複数のスペーサ構体を連結部材によって互いに連結することにより、製造時、単一の構造体として取り扱うことができる。これにより、大型で高精細化なＳＥＤを安価に得ることができる。

上記ＳＥＤにおいて、各スペーサ構体における支持基板２４の表面および周縁部は、二次電子発生防止効果を有した材料を含有したコート層２８により被覆されている。そのため、電子放出素子１８から放出された電子の一部が支持基板２４表面に衝突した場合でも、支持基板表面における二次電子の発生を大幅に低減することができる。これにより、二次電子放出に起因する放電の発生を抑制し、放電による電子放出素子や蛍光面、第１基板上の配線の破壊あるいは劣化を防止することが可能となる。また、二次電子に起因したスペーサの帯電を防止して、蛍光体層に対する電子ビームの軌道ずれを低減することができ、表示画像の色純度を向上させることができる。同時に、隣り合う支持基板２４間の隙間に電子ビームが引き付けられることを防止し、この隙間に起因した線が画面に表示されることを防止できる。

なお、上述したＳＥＤにおいて、スペーサ構体の分割数は４つに限らず、必要に応じて増減可能である。また、複数のスペーサ構体の配列および連結板の連結位置は、上述した第１の実施形態に限定されることなく任意に選択可能である。連結板５０は細長い矩形状に限らず、他の形状、例えば、十字形状として、４つの支持基板間の全ての隙間に重ねて配置する構成としてもよい。

図６に示す第２の実施形態に係るＳＥＤによれば、４つに分割されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられ、これらのスペーサ構体は前記第１の実施形態と同様に構成および配列されている。連結板５０は細長い矩形状に形成され、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの４つの支持基板２４を互いに連結している。

連結板５０は、支持基板２４の第２表面２４ｂに重ねて設けられているとともに、その長手方向が第１基板１０の第２方向Ｙと平行に、すなわち、支持基板２４の短辺と平行に延びている。連結板５０は、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ間の隙間およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄ間の隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。連結板５０は、支持基板短辺の約２倍の長さに形成され、第２方向Ｙに延びた隙間全体を覆っている。更に、連結板５０の長手方向中央部は、スペーサ構体２２ａ、２２ｃ間の隙間、およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄの隙間にスペーサ構体２２ａ、２２ｂ間の隙間に重なっている。

連結板５０は、溶接、接着等の方法により、４つの支持基板２４に固定されている。本実施形態において、連結板５０は、例えば、長手方向両側縁部がそれぞれレーザー溶接により支持基板２４に固定されている。

第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、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。そして、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

図７に示す第３の実施形態によれば、ＳＥＤは２つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂを備え、これらのスペーサ構体は第１方向Ｘに並んで配置されている。スペーサ構体２２ａ、２２ｂの支持基板２４は、第２方向Ｙに延びた辺同士が隙間を置いて対向配置されている。連結板５０は細長い矩形状に形成され、スペーサ構体２２ａ、２２ｂの支持基板２４を互いに連結している。

連結板５０は、支持基板２４の第２表面２４ｂに重ねて設けられているとともに、その長手方向が第１基板１０の第２方向Ｙと平行に、すなわち、支持基板２４の短辺と平行に延びている。連結板５０は、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ間の隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。連結板５０は、支持基板２４の短辺とほぼ等しい長さに形成され、第２方向Ｙに延びた隙間全体を覆っている。連結板５０は、溶接、接着等の方法により、２つの支持基板２４に固定されている。

第３の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、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。そして、第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

図８に示す第４の実施形態によれば、ＳＥＤは６に分割されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆを備えている。これらのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆは、第１方向Ｘに３つ、第２方向Ｙに２つ並べて配置され、複数、例えば、２つの連結板５０ａ、５０ｂによって互いに連結されている。各連結板５０ａ、５０ｂは細長い矩形状に形成され、一方の連結板５０ａは、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの支持基板２４を互いに連結し、他方の連結板５０ｂは、４つのスペーサ構体２２ｂ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆの支持基板２４を互いに連結している。

連結板５０ａは、支持基板２４の第２表面２４ｂに重ねて設けられているとともに、その長手方向が第１基板１０の第１方向Ｘと平行に、すなわち、支持基板２４の長辺と平行に延びている。連結板５０ａは、スペーサ構体２２ａ、２２ｃ間の隙間、およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄの隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。更に、連結板５０ａの長手方向中央部は、スペーサ構体２２ａ、２２ｂ間の隙間およびスペーサ構体２２ｃ、２２ｄ間の隙間に重なっている。

連結板５０ｂは、その長手方向が第１基板１０の第１方向Ｘと平行に延びた状態で支持基板２４の第２表面２４ｂに重ねて設けられ、連結板５０ａと並んで配置されている。連結板５０ｂは、スペーサ構体２２ｂ、２２ｄ間の隙間、およびスペーサ構体２２ｅ、２２ｆ間の隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。更に、連結板５０ｂの長手方向中央部は、スペーサ構体２２ｂ、２２ｅ間の隙間およびスペーサ構体２２ｄ、２２ｆ間の隙間に重なっている。

連結板５０ａ、５０ｂは、それぞれ溶接、接着等の方法により、４つの支持基板２４に固定されている。本実施形態において、連結板５０ａ、５０ｂは、例えば、長手方向両側縁部がそれぞれレーザー溶接により支持基板２４に固定されている。第４の実施形態において、連結板５０ａ、５０ｂは、第１方向Ｘに限らず、第２方向Ｙに沿って設け、支持基板間の第２方向に延びる隙間に重ねて配置してもよい。

第４の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、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。そして、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

前述した実施形態において、各スペーサ構体は、支持基板２４の第２表面上に立設されたスペーサ３０に備えた構成としたが、スペーサは、支持基板の第１表面２４ａ上に立設された第１スペーサおよび第２表面上に立設された第２スペーサを含む構成としてもよい。

図９に示すように、この発明の第５の実施形態に係るＳＥＤによれば、例えば、４つに分割されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられている。各スペーサ構体は、矩形状の金属板からなる支持基板２４と、支持基板の両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、を備えている。４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、同一構造を有し、第１の実施形態と同様に、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに２つずつ並べて配置されている。そして、４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの支持基板２４は、連結板５０により互いに連結されている。

スペーサ構体２２ａを代表して詳細に述べると、支持基板２４は、矩形状に形成されている。支持基板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。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、第１方向Ｘにブリッジ部を介して第１ピッチで並んでいるとともに、第２方向に第１ピッチよりも大きな第２ピッチで並んで設けられている。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。

支持基板２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。支持基板２４の表面には、例えば、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４からなる酸化膜が形成されている。また、支持基板２４の表面２４ａ、２４ｂ、並びに、各電子ビーム通過孔２６の壁面は、例えば、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁層２７、および二次電子発生防止効果を有した高抵抗膜としてのコート層２８により被覆されている。コート層２８は絶縁層２７に重ねて形成されている。

支持基板２４の第１表面２４ａ上には複数の第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、それぞれ第２方向Ｙに並んだ電子ビーム通過孔２６間に位置している。第１スペーサ３０ａの先端は、ゲッター膜１９、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して第１基板１０の内面に当接している。

支持基板２４の第２表面２４ｂ上には複数の第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、それぞれ第２方向Ｙに並んだ電子ビーム通過孔２６間に位置している。第２スペーサ３０ｂの先端は第２基板１２の内面に当接している。ここでは、各第２スペーサ３０ｂの先端は、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。各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、支持基板２４を両面から挟み込んだ状態で支持基板２４と一体に形成されている。

第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、支持基板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。各第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂは、円形もしくは、ほぼ楕円状の横断面形状を有している。

上記のように構成された４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ支持基板２４の長辺が第１基板１２の第１方向Ｘと平行に延びた状態で、かつ、短辺が第２方向Ｙと平行に延びた状態で配列されている。４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、連結板５０により互いに連結され、１つの大きなスペーサ構体を構成している。連結板５０は、細長い矩形状に形成されている。連結板５０には、エッチング等により、スペーサ構体の電子ビーム通過孔２６に対応する複数の透孔５２およびスペーサ３０を挿通するための複数のスペーサ透孔５４が形成されている。連結板５０は、スペーサ構体の支持基板２４と同様の処理が施されている。

連結板５０は、支持基板２４の第１表面２４ａおよび第２表面２４ｂの少なくとも一方に重ねて設けられている。本実施形態では、連結板５０は、第２表面２４ｂに重ねて設けられているとともに、その長手方向が第１基板１０の第１方向Ｘと平行に、すなわち、支持基板２４の長辺と平行に延びている。連結板５０は、支持基板２４間の第１方向Ｘに延びた隙間に重ねて各支持基板２４の第２表面２４ｂ上に配置されている。連結板５０は、溶接、接着等の方法により、４つの支持基板２４に固定されている。本実施形態において、連結板５０は、例えば、長手方向両側縁部の複数箇所がそれぞれレーザー溶接により支持基板２４に固定されている。

支持基板２４と連結板５０とが重なった領域において、連結板５０の各透孔５２は支持基板２４の対応する電子ビーム通過孔２６と整列している。また、支持基板２４上に立設されたスペーサ３０は、連結板５０の対応するスペーサ透孔５４に挿通されている。各スペーサ透孔５４は、スペーサ３０の支持基板２４側の端部よりも大きな断面積を有し、各スペーサは、スペーサ透孔５４に僅かな隙間を持って挿通されている。これにより、挿通時、連結板５０から各スペーサ３０に負荷が作用することを防止している。

連結された４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの支持基板２４は、第２基板１２内面に立設された図示しない支持部材に固定されている。各スペーサ構体の第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。

第５の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、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。そして、第５の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同一の作用効果を得ることができる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、前述した実施形態において、複数のスペーサ構体は互いに同一寸法に形成されている必要はなく、互いに異なる寸法に形成してもよい。連結部材の数および形状は必要に応じて変更可能である。スペーサの形状や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。この発明は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いたものに限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた画像表示装置にも適用可能である。

図１は、この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。 図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの断面図。 図３は、前記ＳＥＤの複数のスペーサ構体を模式的に示す斜視図。 図４は、前記ＳＥＤの第１基板および複数のスペーサ構体を示す斜視図。 図５は、前記スペーサ構体および連結板を拡大して示す斜視図。 図６は、この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤの複数のスペーサ構体を模式的に示す斜視図。 図７は、この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤの複数のスペーサ構体を模式的に示す斜視図。 図８は、この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤの複数のスペーサ構体を模式的に示す斜視図。 図９は、この発明の第５の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。

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、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ…スペーサ構体、
２４…支持基板、 ２４ａ…第１表面、 ２４ｂ…第２表面、
２６…電子ビーム通過孔、 ３０…スペーサ、 ３０ａ…第１スペーサ、
３０ｂ…第２スペーサ、 ５０…連結板、 ５２…透孔、 ５４…スペーサ透孔

Claims (13)

1. 蛍光面が形成された第１基板、および前記第１基板と隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板を有した外囲器と、
   それぞれ前記第１および第２基板の間に設けられ、前記第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スペーサ構体と、前記スペーサ構体同士を連結した連結部材と、を備え、前記各スペーサ構体は、前記第１基板に対向した第１表面および前記第２基板に対向した第２表面を有した支持基板と、前記支持基板上に立設され複数のスペーサと、を有し、前記連結部材は、前記スペーサ構体の支持基板に連結されている画像表示装置。
2. 前記各スペーサ構体の支持基板は、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記連結部材は板状に形成され、前記スペーサ構体の隣り合う複数の支持基板同士を連結している請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記連結部材は、それぞれ前記電子放出源から放出された電子ビームを透過する複数の透孔を有している請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記連結部材は、それぞれ前記支持基板に設けられた電子ビームと整列して設けられているとともに前記電子放出源から放出された電子ビームを透過する複数の透孔を有している請求項２に記載の画像表示装置。
5. 前記各スペーサ構体のスペーサは、前記支持基板の第２表面上に立設されているとともに前記第２基板に当接し、前記各スペーサ構体の支持基板は、その第１表面が前記第１基板に当接している請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記連結部材は、隣り合う複数の前記支持基板の第２表面に固定されている請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記連結部材は、それぞれ前記スペーサが挿通された複数のスペーサ透孔を有している請求項５又は６に記載の画像表示装置。
8. 前記各スペーサ構体は、前記支持基板の第１表面上に立設されているとともに前記第１基板に当接した複数の第１スペーサと、前記支持基板の第２表面上に立設されているとともに前記第２基板に当接した複数の第２スペーサと、を有している請求項２ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記連結部材は、隣り合う複数の前記支持基板の第１表面および第２表面の少なくとも一方に固定されている請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記連結部材は、それぞれ前記第１スペーサおよび第２スペーサの一方が挿通された複数のスペーサ透孔を有している請求項８又は９に記載の画像表示装置。
11. 前記複数のスペーサ構体の支持基板はそれぞれ矩形板状に形成され、それぞれ一辺同士が隙間を置いて対向配置され、前記連結部材は、隣接して配設された少なくとも２つの支持部材を連結している請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 前記複数のスペーサ構体の支持基板はそれぞれ矩形板状に形成され、それぞれ一辺同士が隙間を置いて対向配置され、前記連結部材は、隣接して配設された少なくとも４つの支持部材を連結している請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
13. 前記複数のスペーサ構体の支持基板は、互いに同一の寸法に形成されている請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。

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