JP2006253012A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 前面及び背面基板と封止枠となる支持体とで囲まれた表示領域内に複数の間隔保持部材（スペーサ）を備えた画像表示装置で、前記両基板間の間隔を保持し、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得る。
【解決手段】スペーサ１２と前面基板２との間に緩衝部材１４を配置した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、前面基板と背面基板の間に形成される真空中への電子放出を利用した平面型の画像表示装置に係り、特に前記両基板間の前記真空中に複数の間隔保持部材を備えた画像表示装置に関する。

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、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、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型画像表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ、ＦＰＤ）の要求が高まっている。

その典型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。又、特に、高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した自発光型表示装置（例えば、電子放出型画像表示装置や電界放出型画像表示装置等と呼ばれるもの）や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど、種々の平面型画像表示装置の実用化も図られている。

平面型画像表示装置の中、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、電子源をマトリクス状に配置した構成が知られている。

自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、その冷陰極に、スピント型、表面伝導型、カーボンナノチューブ型、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型、金属―絶縁体―半導体を積層したＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型、あるいは金属―絶縁体―半導体−金属型等の電子源などが用いられる。

平面型画像表示装置は、上記のような電子源を備えた背面基板と、蛍光体層とこの蛍光体層に電子源から放出される電子を射突させるための加速電極を形成する陽極を備えた前面基板とを対向させ、両基板の対向する内部空間を所定の真空状態に封止する封止枠となる支持体とで構成される表示パネルが知られている。この表示パネルに駆動回路を組み合わせて動作させる。

ＭＩＭ型電子源を有する画像表示装置では、第１の方向に延在して第１の方向と交差する第２の方向に並設された多数の第１電極（例えば、カソード電極、画像信号電極）と、この第１電極を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上で前記第２の方向に延在して前記第１の方向に並設された多数の第２電極（例えば、ゲート電極、走査信号電極）と、前記第１電極と前記第２電極との交叉部付近に設けられた電子源とを有する背面基板を備え、この背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上に前記電極が形成されている。

この構成で前記走査信号電極には前記第２の方向に走査信号が順次印加される。又、この基板上には走査信号電極と画像信号電極の各交差部に上記の電子源が設けられ、これら両電極と電子源とは給電電極で接続され、電子源に電流が供給される。この背面基板と対向して、前記対向する内面に複数色の蛍光体層と第３電極（アノード電極、陽極）とを備えた前面基板を有している。前面基板は、ガラスを好適とする光透過性の材料で形成される。そして、両基板は各々の貼り合せ内周縁に封止枠となる支持体を介挿して封止され、当該背面基板と前面基板及び支持体で形成される内部を真空にして画像表示装置が構成される。

電子源は前述のように第１電極と第２電極の交差部に有し、第１電極と第２電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（放出のオン・オフを含む）を制御する。放出された電子は、前面基板に有する陽極に印加される高電圧で加速され、同じく前面基板に有する蛍光体層に射突して励起することで当該蛍光体層の発光特性に応じた色光で発色する。

個々の電子源は対応する蛍光体層と対になって単位画素を構成する。通常は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の単位画素で一つの画素（カラー画素、ピクセル）が構成される。なお、カラー画素の場合、単位画素は副画素（サブピクセル）とも呼ばれる。

前述したような平面型の画像表示装置では、一般的に背面基板と前面基板間の前記支持体で囲繞された表示領域内に複数の間隔保持部材（以下スペーサと言う）が配置固定され、前記両基板間の間隔を前記支持体と協働して所定間隔に保持している。このスペーサは、一般にはガラスやセラミックスなどの絶縁材で形成した板状体からなり、通常、複数の画素ごとに画素の動作を妨げない位置に設置される。

又、封止枠となる支持体は背面基板と前面基板の内周縁にフリットガラスなどの封着部材で固着され、この固着部が気密封着され封止領域となっている。両基板と支持体とで形成される表示領域内部の真空度は、例えば１０^-3〜１０^-5Ｐａである。

支持体と両基板との封止領域には、背面基板に形成された第１電極につながる第１電極引出端子や第２電極につながる第２電極引出端子が貫通する。通常、封止枠となる支持体はフリットガラスなどの封着部材で前記背面基板及び前面基板に固着される。第１電極引出端子や第２電極引出端子が封止枠と背面基板の気密封着部である封止領域を通して引き出されている。又、平面型画像表示装置で、スペーサをフェースプレートの蛍光体の無い部位で固定し、蛍光面のメタルバックの剥離を無くして耐圧不良を防止する構成の画像表示装置が特許文献１に提案されている。

特許第３３０５１５１号公報

背景技術において、ＦＰＤは両基板間の間隔保持を担うものとして枠状の支持体と、この支持体に囲まれた表示領域内に配置された複数枚のスペーサとを有する構成が提案され、このスペーサは表示領域内で例えば走査信号配線に平行に配置されている。この様なスペーサの配置において、スペーサはその上下両端を接着部材で基板と固定しているが、前記固定に際し前記接着部材を軟化して固定する際及び再加熱の際に接着層の厚さに変動が生じ、これがスペーサ固定及び両基板間間隔の確保を困難にしている。特に前面基板側は背面基板側に比べてこの傾向が大である。

固定が確保出来ない場合はスペーサの傾き、折損の発生を招く恐れがある。又、両基板間間隔を所定の寸法に確保でき無いことは、大気圧による基板の変形の発生を招き、更には排気作業に支障をきたして高真空排気が不能となり、輝度、寿命共に問題が生じ信頼性の高い画像表示装置を得ることが出来ないという問題があった。

本発明の目的は、前面及び背面基板と封止枠となる支持体とで囲まれた表示領域を保持する間隔保持部材の折損や変形を抑制して、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることにある。

上記目的は、スペーサと基板間に機械的強度が確保でき、しかも真空中でのガス放出の少ない蛍光体粒子の様な緩衝部材を配置することで達成される。本発明の代表的な構成を記述すれば次のとおりである。

本発明は、蛍光体層及び陽極電極を内面に有する前面基板と、電子源を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、前記前面基板と背面基板との間で表示領域を周回して介挿されて前記所定の間隔を保持する支持体と、前記前面基板と背面基板間の前記表示領域内に配置された複数の間隔保持部材と、この間隔保持部材の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ接合する接着部材とを有し、前記支持体の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着してなる画像表示装置を構成し、
前記前面基板及び背面基板の少なくとも一方の基板と前記間隔保持部材間に略球形の緩衝部材を介在させた。

本発明は、前記緩衝部材を前記接着部材に混合して配置し、あるいは前記接着部材と基板間に配置することができる。また、前記緩衝部材は前記蛍光体層を延在したものとすることができる。さらに、前記接着部材に導電部材を含有して導電性を付与することができる。そして、前記緩衝部材は前記導電部材より大粒子とすることができる。

前記間隔保持部材はその抵抗値を１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍとすることができ、セラミックス材で構成して全長を２００ｍｍ以下とすることができる。

前記背面基板は、一方向に延在し該一方向と交差する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線と、前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部近傍に設けられた前記電子源と、この電子源と前記走査信号及び画像信号両配線とをそれぞれ接続する給電電極とを備える。そして、前記間隔保持部材を、前記走査信号配線と重畳してこの走査信号配線と同一方向に延在配置させることができる。

本発明の画像表示装置は、複数の開口部を備えたブラックマトリクス膜と、前記開口部を塞いで前記ブラックマトリクス膜上迄延在して配置された複数色の蛍光体層と、この蛍光体層及び前記ブラックマトリクス膜を覆う金属薄膜からなる陽極電極を内面に有する前面基板と、一方向に延在し該一方向と交差する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線及び前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部近傍に設けられた電子源とを内面に有して、前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、前記前面基板と背面基板との間で表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持する支持体と、前記前面基板と背面基板間の前記表示領域内で前記走査信号配線と重畳してこの走査信号配線と同一方向に延在配置された複数の間隔保持部材と、この間隔保持部材の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ接合する接着部材とを有し、前記支持体の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着して構成され、前記前面基板と前記間隔保持部材間に蛍光体からなる緩衝部材を配置する。そして、前記蛍光体層は隣接する蛍光体層相互間の前記他方向の間隔を、前記間隔保持部材と重畳する部分と他の非重畳部分とで異なる寸法とする。

本発明によれば、緩衝部材により基板とスペーサ間の間隔が確保出来、又緩衝効果を有することからパネルにかかる応力がスペーサと緩衝部材に分散され、大気圧による基板の変形を防止することが可能となり、排気効率を高めて高真空を確保でき、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることが出来る。

また、本発明によれば、接着部材と緩衝部材とを混合配置することで基板とスペーサ間の間隔が確保出来、又、接着部材と緩衝部材との混合で接着部材を軟化して固定する際に接着層の厚さに例え変動が生じても緩衝部材の存在で間隔は確保でき、大気圧による基板の変形を防止し、更には排気効率を高めて高真空排気が可能となり、輝度、寿命共に優れた信頼性の高い画像表示装置の得ることが出来る。

また、本発明によれば、緩衝部材を蛍光体層の形成と同時に行うことも可能で作業性の向上が図れ、真空中でのガス放出が少なく、又、粒子形状が球形状でしかも粒径も比較的揃っており、更には画像表示装置の製造工程中に形状が損なわれる恐れも無く、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることが出来る。

また、本発明によれば、スペーサの帯電を防止して耐電圧特性の優れた画像表示装置を得ることができ、緩衝効果が大で基板間間隔は確保でき、大気圧による基板の変形を防止し、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることができる。そして、耐電圧特性の確保を図り、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることが出来る。

また、本発明によれば、緩衝部材の入手が容易で廉価である。また、組み立て工数が低減され、スペーサの損傷を防止でき、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることができ、同一面内に走査信号配線、映像信号配線及び電子源を配置して装置の小型化を図ることができる。また、スペーサの位置決めが容易で、緩衝部材をブラックマトリクス膜の非開口部に配置することで鮮明な映視像面を実現でき、高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることができ、蛍光体層の形成時に同時に配置でき、作業性の向上が図られる。

以下、本発明の最良の形態形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図３は、本発明の画像表示装置の実施例１を説明するための図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図、図２は図１の前面基板を取り去って示す背面基板の模式平面図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。

図１乃至図３において、参照符号１は背面基板、２は前面基板で、これら両基板１、２は厚さ数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度のガラス板から構成されている。３は支持体で、この支持体３は厚さ数ｍｍ、例えば３ｍｍ程度のガラス板或はフリットガラスの燒結体から構成されている。４は排気管で、この排気管４は前記背面基板１に固着されている。前記支持体３は前記両基板１、２間の周縁部に周回して介挿され、両基板１、２とフリットガラスのような封着部材５を介して気密封着されている。

この支持体３と両基板１、２及び封着部材５で囲まれた空間は前記排気管４を介して排気され例えば１０^-3〜１０^-5Ｐａの真空を保持して表示領域６を構成している。又前記排気管４は前述のように前記背面基板１の外表面に取り付けられてこの背面基板１を貫通して穿設された貫通孔７に連通しており、排気完了後前記排気管４は封止される。８は画像信号配線で、この画像信号配線８は背面基板１の内面に一方向（Ｙ方向）に延在し他方向（Ｘ方向）に並設されている。９は走査信号配線で、この走査信号配線９は前記画像信号配線８上でこれと交差する他方向（Ｘ方向）に延在し一方向（Ｙ方向）に並設されている。１０は電子源で、この電子源１０は前記走査信号配線９と画像信号配線８の各交差部近傍に設けられ、走査信号配線９及び前記画像信号配線８と電子源１０とは接続電極１１、１１Ａでそれぞれ接続されている。又、前記画像信号配線８と、電子源１０及び前記走査信号配線９間には層間絶縁膜ＦＴＲが配置されている。

ここで、前記画像信号配線８は例えばＡｌ／Ｎｄ膜、走査信号配線９は例えばＩｒ／Ｐｔ／Ａｕ膜等が用いられる。

次に、参照符号１２はスペーサで、このスペーサ１２はセラミックス材から構成されており、長方形の薄板形状に整形され、この実施例では走査信号配線９上に１本おきに直立配置され、接着部材１３で両基板１、２と固定している。このスペーサ１２は通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。

このスペーサ１２の寸法は、基板寸法、支持体３の高さ、基板素材、スペーサの配置間隔、スペーサ素材等により設定されるが、一般的には高さは前述した支持体３と略同一寸法、厚さは数十μｍ〜数ｍｍ以下、長さは２０ｍｍ乃至２００ｍｍ程度、好ましくは８０ｍｍ乃至１２０ｍｍ程度が実用的な値となる。又、このスペーサ１２は１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍ程度の抵抗値を有している。

更に、前記接着部材１３は導電性を具備している。すなわち、この接着部材１３は例えば接着用フリットガラス又はガラス化成分と、例えば数ｎｍ（ナノメータ）乃至数十ｎｍ程度の寸法の銀粒子のような導電部材１３１とを含有した構成からなり、この接着部材１３で前記スペーサ１２を両基板１、２と接着固定している。この接着部材１３の厚さＳｂ、すなわちスペーサ１２が接着部材１３に埋設されている寸法は、接着部材１３の組成にもよるが接着固定の確保の点からは数μｍ以上、望ましくは５〜４０μｍ程度の寸法に設定され、特に１０〜２０μｍ程度が望ましい。この厚さＳｂが薄い場合はスペーサ１２の傾き発生の恐れがあり、逆に厚すぎると高電圧が不規則に入り込み電子ビーム軌道に悪影響を及ぼす恐れがあって前述の範囲内に設定することが望ましい。

次に、参照符号１４は緩衝部材で、この緩衝部材１４は略球形の粒子材料から構成され、前記接着部材１３に混合配置されている。この実施例１では緩衝部材１４として蛍光体が用いられている。この緩衝部材１４を混合した接着部材１３を、蛍光体層１５とＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６及びメタルバック（陽極電極）１７等を有する前面基板２と前記スペーサ１２の頂面１２１側との間に介挿し、スペーサ１２と前面基板２とをＢＭ膜１６及びメタルバック（陽極電極）１７を挟んで接合している。ここで、前記緩衝部材１４の大きさは数μｍ乃至数十μｍ程度で、前記接着部材１３の導電部材１３１に比べて桁違いの大粒子である。更に、加熱処理によっても粒子形状を保持できる性状のものが望ましく、この条件に適合する材料としては前述した蛍光体の他に例えばアルミナ、ジルコニア、酸化ケイ素、酸化チタン等が可能であるが、前記接着部材１３との濡れ性が良く、しかも陰極線管等での使用実績の高い蛍光体が望ましい。

又、前記緩衝部材１４を混合した接着部材１３を用いた接合部の前記スペーサ１２の頂面１２１と前面基板２との間隔Ｓｔはこの実施例では５〜１０μｍ程度に設定している。この間隔Ｓｔは、基板寸法、スペーサの高さ及び配置間隔、緩衝部材等により種々の値に設定されるが、緩衝効果、保持の確保等からは５〜２０μｍ程度が望ましい。

一方、背面基板１側に対面する前記スペーサ１２の底面１２２側は、前記接着部材１３のみで緩衝部材１４を持たない構成とし、前記背面基板１の走査信号電極陽極電極９と前記接着部材１３を介して固定している。

又、前記前面基板２の内面に配置された前記蛍光体層１５は、赤色、緑色、青色用の複数の蛍光体層１５を備えたもので、これらは遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６で区画して配置されており、更にこれらを覆うように金属薄膜からなるメタルバック（陽極電極）１７が例えば蒸着方法で設けられて蛍光面を形成している。このＢＭ膜１６は数百μｍ、メタルバック１７は数十乃至数百ｎｍ程度に設定されている。

ここで、前記蛍光体層としては、例えば赤色としてＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ（Ｐ２２−Ｒ）を、緑色としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（Ｐ２２−Ｇ）を、青色としてＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ（Ｐ２２−Ｂ）を用いることができる。この蛍光面構成で、前記電子源１０から放射される電子を加速し、対応する画素を構成する蛍光体層１５に射突させる。これにより、該蛍光体層１５が所定の色光で発光し、他の画素の蛍光体の発光色と混合されて所定の色のカラー画素を構成する。又、陽極電極１７は面電極として示してあるが、走査信号配線９と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状電極とすることもできる。

この実施例では蛍光体層１５はＢＭ膜１６の開口部１６１をほぼ中心にしてその外側のＢＭ膜上まで延在して配置されている。この蛍光体層１５は前記一方向（Ｘ方向）、他方向（Ｙ方向）共にＢＭ膜１６で離隔されて前記各蛍光体層１５はドット状に配置されている。

実施例１の構成により、スペーサ１２と前面基板１間に配置した緩衝部材１４によりスペーサ１２と前面基板１間の間隔を接着部材１３の接着加熱に因る流出等に左右されること無く高精度に確保することが出来る。又、前記緩衝部材１４が緩衝層の効果を有することから、真空排気後のパネルにかかる応力がスペーサと緩衝部材に分散され、大気圧による基板の変形を防止することが可能となり、排気効率を高めて高真空を確保でき、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることが出来る。更に、緩衝部材１４として蛍光体を用いたことにより、入手及び放出ガス管理が容易で真空排気作業も容易となり、排気効率を高め長寿命化を図ることが出来る。更に又、緩衝部材１４をＢＭ膜１６の背面側に配置したことで映視像面に緩衝部材１４の存在の影響が現れる恐れも無く、鮮明な画像表示が可能となる。

図４は、本発明の画像表示装置の他の実施例を示す図３に対応する模式断面図で、前述の図と同じ部分には同一記号を付してある。図４において、緩衝部材１４をＢＭ膜１６とメタルバック１７との間に配置したものである。緩衝部材１４が蛍光体からなる場合は蛍光体層１５の形成と同一工程で配置することが可能である。

この実施例２の構成により、緩衝部材１４が緩衝層の効果を有することから、真空排気後のパネルにかかる応力がスペーサと緩衝部材に分散され、大気圧による基板の変形を防止することが可能となり、排気効率を高めて高真空を確保でき、長寿命で高輝度、高信頼性の画像表示装置を得ることが出来る。又、接着部材１３を両基板で同一組成のものを用いることが可能で、作業管理が容易となる。

図５は、本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す図３に対応する模式断面図で、前述の図と同じ部分には同一記号を付してある。図５において、蛍光体層１５を隣接する蛍光体層１５側へそれぞれ延在させ、この延在部１５１先端間間隔Ｓｓをスペーサ１２の厚さＴより小さい寸法とし、この延在部１５１を緩衝部材１４とする構成としたものである。

実施例３の構成により、前述した実施例１、２と略同様な作用効果を奏すると共に蛍光体層１５の形成と同時に配設出来、作業工程を短縮できる。

図６は、本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す図３に対応する模式断面図で、前述の図と同じ部分には同一記号を付してある。図６において、両基板１、２にそれぞれ対応して配設された接着部材１３に緩衝部材１４をそれぞれ混合配置したものである。
このスペーサ１２の前面基板２側の頂面１２１に導電膜１４を含む接着部材１３を備える構成は前述の実施例１と同一であるが、この実施例４では背面基板１側の底面１２２も緩衝部材１４を含む接着部材１３で接合した構成である。

実施例４の構成により、前述した実施例１〜３と略同様な作用効果を奏すると共に、背面基板側においても緩衝層の効果が発揮できる特徴を併せ備えている。

図７は、本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す前面基板の内表面側の模式平面図で、前述の図と同じ部分には同一記号を付してある。図７において、青色蛍光体層１５ｂはスペーサ１２が配置される部位の他方向（Ｙ方向）の長さを図５に示すように延在させ、この延在部分を緩衝部材１４とした構成である。すなわち、スペーサ１２と交差する部位の青色蛍光体層１５ｂ１２、１５ｂ１３の他方向（Ｙ方向）長さをＬｓ、間隔をＳｓとし、一方交差しない位置の青色蛍光体層１５ｂ１１、１５ｂ１４、１５ｂ１５と赤色及び緑色蛍光体層１５ｒ、１５ｇの他方向（Ｙ方向）長さをＬ、間隔をＳ（Ｓ＞Ｓｓ）とし、前記間隔Ｓｓをスペーサ１２の厚さＴ以下と設定してＬｓ＝（Ｌ＋Ｐｓ）のＰｓの一部を緩衝部材１４とし、この緩衝部材１４の介在する部位のみでスペーサ１２と接合したものである。

実施例５の構成により、前述した実施例１〜３と略同様な作用効果を奏すると共に、スペーサ１２と前面基板２との接合作業の短縮が可能となる。又、この実施例５の構成に加え、赤色及び緑色蛍光体層１５ｒ、１５ｇ部分では実施例1の接合構造を採用することも可能である。

図８は、本発明の画像表示装置の画素を構成する電子源１０の一例を説明する図であり、図８（a）は平面図、図８（b）は図８（a）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。この電子源はＭＩＭ電子源である。

この電子源の構造を、その製造工程で説明する。先ず、背面基板ＳＵＢ１上に下部電極ＤＥＤ（前記の各実施例における映像信号電極８）、保護絶縁層ＩＮＳ１、絶縁層ＩＮＳ２を形成する。次に、層間膜ＩＮＳ３と、上部電極ＡＥＤへの給電線となる上部バス電極ＡＥＤ（前記の各実施例における走査信号電極９）とスペーサ１２を配置するためのスペーサ電極となる金属膜を、例えばスパッタリング法等で成膜する。下部電極や上部電極にはアルミニウムを用いることができるが、後述する他の金属も用いることができる。

層間膜ＩＮＳ３としては、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化膜、シリコンなどを用いることができる。ここでは、シリコン窒化膜を用い膜厚は１００ｎｍとした。この層間膜ＩＮＳ３は、陽極酸化で形成する保護絶縁層ＩＮＳ１にピンホールがあった場合、その欠陥を埋め、下部電極ＤＥＤと走査信号電極となる上部バス電極（金属膜下層ＭＤＬと金属膜上層ＭＡＬの間に金属膜中間層ＭＭＬとしてＣｕを挟んだ３層の積層膜）間の絶縁を保つ役割を果たす。

なお、上部バス電極ＡＥＤは、上記の３層積層膜は限らず、それ以上とすることもできる。例えば、金属膜下層ＭＤＬ、金属膜上層ＭＡＬとしてＡｌやクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）などの耐酸化性の高い金属材料、またはそれらを含む合金やそれらの積層膜を用いることができる。なお、ここでは金属膜下層ＭＤＬ、金属膜上層ＭＡＬとしてＡｌ−Ｎｄ合金を用いた。この他に、金属膜下層ＭＤＬとしてＡｌ合金とＣｒ、Ｗ、Ｍｏなどの積層膜を用い、金属膜上層ＭＡＬとしてＣｒ、Ｗ、ＭｏなどとＡｌ合金の積層膜を用いて、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕに接する膜を高融点金属とした５層膜を用いることで、画像表示装置の製造プロセスにおける加熱工程の際に、高融点金属がバリア膜となってＡｌとＣｕの合金化を抑制できるので、低抵抗化に特に有効である。

Ａｌ−Ｎｄ合金のみ用いる場合の、当該Ａｌ−Ｎｄ合金の膜厚は、金属膜下層ＭＤＬより金属膜上層ＭＡＬを厚くし、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕは配線抵抗を低減するため、できるだけ厚くしておく。ここでは金属膜下層ＭＤＬを３００ｎｍ、金属膜中間層ＭＭＬを４μｍ、金属膜上層ＭＡＬを４５０ｎｍの膜厚とした。なお、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕはスパッタ以外に電気めっきなどにより形成することも可能である。

高融点金属を用いる上記５層膜の場合は、Ｃｕと同様に、特に燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でのウェットエッチングが可能なＭｏでＣｕを挟んだ積層膜を金属膜中間層MMLとして用いるのが特に有効である。この場合、Ｃｕを挟むＭｏの膜厚は５０ｎｍとし、この金属膜中間層を挟む金属膜下層ＭＤＬのＡｌ合金は３００ｎｍ、金属膜上層ＭＡＬのＡｌ合金は５０ｎｍの膜厚とする。

続いて、スクリーン印刷によるレジストのパターニングとエッチング加工により金属膜上層ＭＡＬを、下部電極ＤＥＤと交差するストライプ形状に加工する。このエッチング加工では、例えば燐酸、酢酸の混合水溶液でのウェットエッチングを用いる。エッチング液に硝酸を加えないことによりＣｕをエッチングせずにＡｌ−Ｎｄ合金のみを選択的にエッチングすることが可能となる。

Ｍｏを用いた５層膜の場合も、エッチング液に硝酸を加えないことによりＭｏとＣｕをエッチングせずに、Ａｌ−Ｎｄ合金のみのみ選択的にエッチング加工することが可能である。ここでは、金属膜上層ＭＡＬを１画素あたり１本形成したが、２本形成することも可能である。

続いて、同じレジスト膜をそのまま用いるか、金属膜上層ＭＡＬのＡｌ−Ｎｄ合金をマスクとして金属膜中間層ＭＭＬのＣｕを例えば燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液でウェットエッチングする。燐酸、酢酸、硝酸の混合水溶液のエッチング液中でのＣｕのエッチング速度はＡｌ−Ｎｄ合金に比べて十分に速いため、金属膜中間層ＭＭＬのＣｕのみを選択的にエッチングすることが可能である。Ｍｏを用いた５層膜の場合もＭｏとＣｕのエッチング速度はＡｌ−Ｎｄ合金に比べて十分に速くＭｏとＣｕの３層の積層膜のみを選択的にエッチングすることが可能である。Ｃｕのエッチングにはその他過硫酸アンモニウム水溶液や過硫酸ナトリウム水溶液も有効である。

続いて、スクリーン印刷によるレジストのパターニングとエッチング加工により金属膜下層ＭＤＬを下部電極ＤＥＤと交差するストライプ形状に加工する。このエッチング加工は燐酸、酢酸の混合水溶液でのウェットエッチングで行う。その際、印刷するレジスト膜を金属膜上層ＭＡＬのストライプ電極とは平行な方向に位置をずらすことにより、金属膜下層ＭＤＬの片側ＥＧ１は金属膜上層ＭＡＬより張り出させて、後の工程で上部電極ＡＥＤとの接続を確保するコンタクト部とし、金属膜下層ＭＤＬの反対側ＥＧ２では金属膜上層ＭＡＬと金属膜中間層ＭＬをマスクとしてオーバーエッチング加工がなされ、金属膜中間層ＭＭＬに庇を形成する如く後退した部分が形成される。

この金属膜中間層ＭＭＬの庇により、後の工程で成膜される上部電極ＡＥＤが分離される。この際、金属膜上層ＭＡＬは金属膜下層ＭＤＬの膜厚より厚くしてあるので、金属膜下層ＭＤＬのエッチングが終了しても、金属膜上層ＭＡＬは金属膜中間層ＭＭＬのＣｕ上に残すことができる。これによりＣｕの表面を保護することが可能となるので、Ｃｕを用いても耐酸化性があり、かつ上部電極ＡＥＤを自己整合的に分離し、かつ給電を行う走査信号配線となる上部バス電極を形成することができる。また、ＣｕをＭｏで挟んだ５層膜の金属膜中間層ＭＭＬとした場合には、金属膜上層ＭＡＬのＡｌ合金が薄くても、ＭｏがＣｕの酸化を抑制してくれるので、金属膜上層ＭＡＬを金属膜下層ＭＤＬの膜厚より厚くする必要は必ずしもない。

続いて、層間膜ＩＮＳ３を加工して電子放出部を開口する。電子放出部は画素内の１本の下部電極ＤＥＤと、下部電極ＤＥＤと交差する２本の上部バス電極（金属膜下層ＭＤＬ、金属膜中間層ＭＭＬ、金属膜上層ＭＡＬの積層膜と非図示の隣接画素の金属膜下層ＭＤＬ、金属膜中間層ＭＭＬ、金属膜上層ＭＡＬの積層膜）に挟まれた空間の交差部の一部に形成する。このエッチング加工は、例えばＣＦ₄やＳＦ₆を主成分とするエッチングガスを用いたドライエッチングによって行うことができる。

最後に、上部電極ＡＥＤの成膜を行う。この成膜にはスパッタ法を用いる。上部電極ＡＥＤとしては、アルミニウムでも良く、あるいはＩｒ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜を用い、その膜厚は例えば６ｎｍとすることもできる。この時、上部電極ＡＥＤは、電子放出部を挟む２本の上部バス電極（金属膜下層ＭＤＬ、金属膜中間層ＭＭＬ、金属膜上層ＭＡＬの積層膜）の一方（図８（ｃ）の右側）では、金属膜中間層ＭＭＬと金属膜上層ＭＡＬの庇構造による金属膜下層ＭＤＬの後退部（ＥＧ２）により切断される。そして、他方（図８（ｃ）の左側）では、上部バス電極（金属膜下層ＭＤＬ、金属膜中間層ＭＭＬ、金属膜上層ＭＡＬの積層膜）とは金属膜下層ＭＤＬのコンタクト部（ＥＧ１）により断線を起こさずに成膜接続されて、電子放出部への給電される構造となる。

次に、図９は本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。図９中に破線で示した領域は表示領域６であり、この表示領域６にｎ本の映像信号電極８とｍ本の走査信号電極９が互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の３つの単位画素（あるいは、副画素）"Ｒ"，"Ｇ"，"Ｂ"の１グループでカラー１画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。映像信号電極（カソード電極）８は、映像信号電極引出端子８１で映像信号駆動回路ＤＤＲに接続され、走査信号電極（ゲート電極）９は走査信号電極引出端子９１で走査信号駆動回路SDRに接続されている。映像信号駆動回路ＤＤＲには外部信号源から映像信号ＮＳが入力され、走査信号駆動回路ＳＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。

これにより、順次選択される走査信号電極９に交差する映像信号電極８に映像信号を供給することで、二次元のフルカラー画像を表示することができる。本構成例の表示パネルを用いることにより、比較的低電圧で高効率の画像表示装置が実現される。

本発明の画像表示装置の一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。 図１の前面基板を取り去って示す背面基板の模式平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。 本発明の画像表示装置の他の実施例を示す図３に対応する模式断面図である。 本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す図３に対応する模式断面図である。 本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す図３に対応する模式断面図である。 本発明の画像表示装置の更に他の実施例を示す模式平面図である。 本発明の画像表示装置の画素を構成する電子源の一例を説明する図である。 本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。

符号の説明

１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・支持体、４・・・排気管、５・・・封着部材、６・・・表示領域、７・・・貫通孔、８・・・画像信号電極、８１・・・画像信号電極引出端子、９・・・走査信号電極、９１・・・走査信号電極引出端子 、１０・・・電子源、１１，１１Ａ・・・接続電極、１２・・・間隔保持部材、１３・・・接着部材、１３１・・・導電部材、１４・・・緩衝部材、１５・・・蛍光体層、１６・・・ブラックマトリクス膜、１６１・・・開口部、１７・・・メタルバック（陽極電極）、ＳＵＢ１・・・背面基板、ＩＮＳ・・・絶縁膜（層間絶縁膜）。

Claims (13)

1. 蛍光体層及び陽極電極を内面に有する前面基板と、
   電子源を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
   前記前面基板と背面基板との間で表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持する支持体と、
   前記前面基板と背面基板間の前記表示領域内に配置された複数の間隔保持部材と、
   この間隔保持部材の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ接合する接着部材とを有し、
   前記支持体の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着してなる画像表示装置であって、
   前記前面基板及び背面基板の少なくとも一方の基板と前記間隔保持部材間に略球形の緩衝部材を介在させたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記緩衝部材は、前記接着部材に混合配置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. 前記緩衝部材は、前記接着部材と基板間に配置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。
4. 前記緩衝部材は、前記蛍光体層から延在して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記緩衝部材は蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の画像表示装置。
6. 前記接着部材は導電部材を含有して導電性を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 前記緩衝部材は前記導電部材より大粒子であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の画像表示装置。
8. 前記間隔保持部材は１０⁸〜１０⁹Ω・ｃｍの抵抗値を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の画像表示装置。
9. 前記間隔保持部材はセラミックス材からなり、かつ全長が２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の画像表示装置。
10. 前記背面基板は、一方向に延在し該一方向と交差する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、
    前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線と、前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部近傍に設けられた前記電子源と、
    この電子源と前記走査信号及び画像信号両配線とをそれぞれ接続する給電電極と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の画像表示装置。
11. 前記間隔保持部材は前記走査信号配線と重畳してこの走査信号配線と同一方向に延在配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 複数の開口部を備えたブラックマトリクス膜と、前記開口部を塞いで前記ブラックマトリクス膜上迄延在して配置された複数色の蛍光体層と、この蛍光体層及び前記ブラックマトリクス膜を覆う金属薄膜からなる陽極電極を内面に有する前面基板と、
    一方向に延在し該一方向と交差する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の画像信号配線及び前記走査信号配線と前記画像信号配線の各交差部近傍に設けられた電子源とを内面に有して、前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
    前記前面基板と背面基板との間で表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持する支持体と、
    前記前面基板と背面基板間の前記表示領域内で前記走査信号配線と重畳してこの走査信号配線と同一方向に延在配置された複数の間隔保持部材と、
    この間隔保持部材の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ接合する接着部材とを有し、
    前記支持体の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着してなる画像表示装置であって、
    前記前面基板と前記間隔保持部材間に蛍光体からなる緩衝部材を配置したことを特徴とする画像表示装置。
13. 前記蛍光体層は隣接する蛍光体層相互間の前記他方向の間隔を、前記間隔保持部材と重畳する部分と他の非重畳部分とで異なる寸法としたことを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
    
    

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