JP3762405B2 - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、板状スペーサを有する平面型の画像表示装置の製造方法に関する。
近年、電子放出素子を使用した画像表示装置は、薄型で省スペース、かつ軽量であるため、従来のブラウン管を使用した画像表示装置に代わるものとして、開発が進められている（例えば、特許文献１等参照。）。
図４は、平面型画像表示装置の概略構造を示した断面図である。図中、１はリアプレート、２は側壁、３はフェースプレートで、フェースプレート３のリアプレート１に対向する面には蛍光膜４、メタルバック５が形成されている。そして、リアプレート１、側壁２、及びフェースプレート３で囲まれた空間６は、１０-4［Ｐａ］程度の真空に維持されている。そのため、外部と真空容器中との圧力差による、リアプレート１及びフェースプレート３の変形を防止するための構造支持部材としてスペーサ７が設けられている。
このスペーサ７は、その両端部に固定されたコマ（駒：スペーサ用支持部材）９をリアプレート１に接着固定することで、リアプレート１に固定されており、このスペーサ付きリアプレートとフェースプレートとはアライメントされ固定される。
上記の画像表示装置は、リアプレート１上に配設された電子放出素子（不図示）から電子の放出が行われると同時に、メタルバック５に数百から数千［Ｖ］の高圧を印可して電子を加速し、フェースプレート３に衝突させると、蛍光膜４をなす蛍光体が励起発光し、画像を表示する。
しかしながら、図４のようにして製作された従来の画像表示装置では、以下のような問題があった。
前述のように、スペーサ７の両端はコマ（スペーサ用支持部材）９によってリアプレート１に接着固定されているが、スペーサ７の中央部は、リアプレート１に当接しているだけで、固定はされていない。
このため、スペーサ７とリアプレート１との組立完了から、リアプレート１とフェースプレート３との組立開始までに、スペーサ付きリアプレートに搬送等によって外部からの衝撃が加わると、スペーサ中央部は、組立当初の位置からずれる場合がある。
スペーサ中央部が組立当初の位置からずれた場合、スペーサ７とリアプレート１との間の摩擦抵抗によって、スペーサ７は組立当初の位置には復帰しない可能性が高いため、スペーサ７の組立位置精度の保証ができなくなる。
したがって、スペーサ中央部が組立当初の位置からずれた状態で、リアプレート１とフェースプレート３との組立を行なうと、表示画像に悪影響を及ぼす可能性があり、高品質の画像表示装置を安定して生産できない。
本発明の目的は、板状スペーサを有する平面型の画像表示装置における上記課題を解決し、仮にスペーサの中央部が組立当初の位置からずれたとしても、再び組立当初の設計位置に容易に修正できるようにして、高品質の画像表示装置を安定して生産できるようにすることである。
上記の目的を達成すべくなされた本発明の構成は以下のとおりである。
すなわち第１の本発明は、
第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程を更に有することを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
また、前記空隙を形成する工程は、前記第一の基板の変形によって行われることを特徴とする。
また、前記空隙を形成する工程は、前記板状スペーサの端部に設けられた弾性部材によって行われることを特徴とする。さらに、前記弾性部材は、形状記憶合金で構成されることを特徴とする。
そしてまた、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする。
第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程を更に有することを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
また、前記空隙を形成する工程は、前記第一の基板の変形によって行われることを特徴とする。
また、前記空隙を形成する工程は、前記板状スペーサの端部に設けられた弾性部材によって行われることを特徴とする。さらに、前記弾性部材は、形状記憶合金で構成されることを特徴とする。
そしてまた、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする。
また、第２の本発明は、
第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程が、該板状スペーサと該第一の基板との間に空隙を形成した状態で、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する工程であり、該工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサの固定された第一の基板を前記空隙を有する状態で搬送する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
また、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、スペーサ端部に設けられた支持部材を前記第一の基板に接着することで行われることを特徴とする。さらに、前記支持部材は、弾性部材であることを特徴とする。
そしてまた、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする。
第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程が、該板状スペーサと該第一の基板との間に空隙を形成した状態で、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する工程であり、該工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサの固定された第一の基板を前記空隙を有する状態で搬送する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
また、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、スペーサ端部に設けられた支持部材を前記第一の基板に接着することで行われることを特徴とする。さらに、前記支持部材は、弾性部材であることを特徴とする。
そしてまた、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする。
第１の本発明によれば、第一の基板と第二の基板を封着する前に、板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成することにより、仮にスペーサの中央部が組立当初の位置からずれていたとしても、再び組立当初の設計位置に修正される。
また第２の本発明によれば、板状スペーサを第一の基板に固定した後、この第一の基板を搬送してから封着工程を行うが、搬送時には板状スペーサは、該板状スペーサの中央部と第一の基板との間に空隙を形成した状態で支持されているため、スペーサ中央部が組立当初の位置からずれたまま封着されることがない。
これにより、第一の基板と第二の基板を封着する前の、前記第一の基板の取り扱い方に依らず、スペーサの組立位置精度は保証され、ビームずれの発生も回避でき、高品質の画像表示装置を安定して生産することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。先ず、板状スペーサの第一の基板への取り付け方法の概要を説明する。
（板状スペーサの第一の基板への取り付け方法）
まず、図４に示したような板状スペーサ７の第一の基板（ここではリアプレート１）に対する高精度のアライメント、組立方法について、図を使用して説明する。
まず、図４に示したような板状スペーサ７の第一の基板（ここではリアプレート１）に対する高精度のアライメント、組立方法について、図を使用して説明する。
図５は板状スペーサ７の一構成例を示す斜視図であり、このスペーサ７の上下面の所定の位置にはマーク３１が形成されている。
図６は板状スペーサを固定するためのコマ（スペーサ用支持部材）９の一構成例を示す斜視図であり、このコマ９には、その中心線に沿って、一端が開放された、前記スペーサ７を挿入する為のスリット１０が形成され、かつスリット１０の最深部に連通して貫通穴１１が形成されている。
スペーサ７とコマ９の接着に使用する装置の概略構造を、図７に示す。この装置は、スペーサ７の全長にわたって、大まかな位置決めを行なうためのスペーサガイド１２、さらにスペーサガイド１２の各端に、コマ９を載置するステージ１３と、位置決めを行なうためのコマガイド１４、及びヒートガン２０とを設けた構造となっている。
次に、スペーサ７とコマ９との接着工程について、図８を使用して説明する。
まずコマ９をコマ載置ステージ１３上に載置し、かつコマガイド１４によって位置決めした後、負圧による吸着等によってコマ載置ステージ１３上に固定する（図８（ａ））。
次に、スペーサ７を、スペーサガイド１２によって大まかな位置決めを行なった後、コマ９のスリット１０に嵌合させる（図８（ｂ））。ここで、スペーサ７の各端部とコマ９の貫通穴１１との距離、コマ９のステージ当接面とスペーサ７の治具当接面との距離が、それぞれ所定の値になるように、スペーサ７、コマ載置ステージ１３の相対的位置関係を調整する。
次に、スリット１０に沿って接着剤１５を塗布する（図８（ｃ））。このとき、接着剤１５は、スペーサ７の前記リアプレート１及びフェースプレート３との当接面にはみ出したり、前記当接面から突出したりしないようにする必要がある。その後、ヒートガン２０を使用し、接着剤１５を熱風によって加熱、硬化させ、スペーサ７とコマ９とを、所定の位置関係を維持した状態で接着、固定する。
ここで、使用する接着剤１５は、スペーサ７及びコマ９が最終的には真空容器中で使用されることから、無機系接着剤など脱ガスの少ないものであることが望ましい。
また、接着剤１５の硬化は、接着剤が加熱によって固化する作用を利用した。ここで、加熱個所を所望の固定領域とその周辺に制限することによって、加熱時の熱膨張による部材間の位置ずれや、加熱、冷却工程の時間短縮を行なうことができるので、以下、本工程を含めて接着剤の硬化工程はすべて、局所加熱によって実施するものとした。
また、加熱工程のプロファイルは二段階とした。最初、ヒートガン２０の温度を、約９０℃に設定して所定の時間、乾燥（仮乾燥）させた後、２００℃に上昇させて、本乾燥を行なう。二段階とした理由は、接着剤中に含まれる水分、または揮溶剤成分の突沸による、接着剤の周辺への飛散を防止するためである。
以下、前述の作業を固定個所ごとにくり返し行ない、画像表示装置の組立に必要な数のスペーサを製作する。くり返し工程は、一括のバッチ処理を適用することも、工程時間短縮において望ましい。
次に、スペーサ７の、リアプレート１への組立工程について、図９を使用して説明する。
図９にスペーサ組立装置の概略構造を示す。この装置は、スペーサ７の厚さとスペーサ７の端面に形成されているマーク３１の位置とを測定する測定部３２と、リアプレート１を載置、固定するステージ１６とが直線上に配置され、かつ測定部３２、及びリアプレート載置ステージ１６の上方に、スペーサ搬送コラム１７が図中の矢印ａ方向に移動可能に配置されている。
図９にスペーサ組立装置の概略構造を示す。この装置は、スペーサ７の厚さとスペーサ７の端面に形成されているマーク３１の位置とを測定する測定部３２と、リアプレート１を載置、固定するステージ１６とが直線上に配置され、かつ測定部３２、及びリアプレート載置ステージ１６の上方に、スペーサ搬送コラム１７が図中の矢印ａ方向に移動可能に配置されている。
また、スペーサ搬送コラム１７には、スペーサ把持部１８、接着剤塗布用のディスペンサ１９、熱風乾燥用のヒートガン２０、及び配線ライン位置、及びスペーサ端面マーク位置認識用のカメラ（不図示）が配置されている。
スペーサ把持部１８は、スペーサ搬送コラム１７両端に１基づつ、計２基配置され、その構造は図１０に示すように、基準爪２１と可動爪２２とからなり、スペーサ７の把持は、可動爪２２を図中矢印ｂの方向に移動させて、基準爪２１と可動爪２２との間を開閉させることで行なう。また２基あるスペーサ把持部１８のうち、一方が固定、他方が図中矢印ｃの方向に可動となっており、基準爪２１と可動爪２２との間を閉じてスペーサ７を把持した後、可動側のスペーサ把持部１８を図中矢印ｃ方向（即ち、スペーサ７の長手方向）に移動させることで、スペーサ７を引っ張り、張力を生じさせる構造となっている。
次に、スペーサ７のアライメント基準の設定を行なう。
スペーサ７は、スペーサ搬送コラム１７のスペーサ把持部１８に把持されて、測定部３２へと搬送された後、測定部３２のステージ上に載置される。ここで、スペーサ７の厚さとスペーサ端面に形成されているマーク３１の位置計測を行なう。
まず、マーク３１のうち、フェースプレート側、かつ外周側の境界の位置をマーク形成、非形成領域の反射率の違いを利用して光学的に測定し、これをスペーサ７のＸ方向のアライメント基準（Ａｘ）とする。
次に、スペーサ７のＹ方向のアライメント基準（Ａｙ）として、スペーサ７の厚さ方向の中心線を採用するため、スペーサ７の厚さを機械的、または光学的に測定し、アライメント基準の補正を実施する。この補正を行なう理由を図１１を用いて以下に示す。尚、図１１（ａ）はスペーサ把持部１８がスペーサ７を把持した状態を示す側面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＡ部の拡大図である。
スペーサ搬送コラム１７のスペーサ把持部１８の爪構造は一方は固定、他方は可動となっているため、スペーサ７の厚さによって、スペーサ７の厚さ方向の中心線は、装置原点に対して移動する。具体的には、例えば図１１（ｂ）に示すように、厚みがΔｔだけ大きいと、スペーサ７の厚さ方向の中心線が可動爪２２側へΔｔ／２だけ移動することになる。したがって、スペーサ７を前記リアプレート１へアライメントする際には、予めスペーサ７の厚みを測定しておき、補正量を算出して、スペーサ毎にアライメント補正を行なうことが必要である。
このようにスペーサの厚さを測定する構成とすることにより、厚さの差について数値的な補正のみで対応が可能である。これは、厚さの異なるスペーサ７の組立全般（製造上の公差だけでなく、複数の厚さの異なるスペーサ７を同一工程で流す場合なども含む）への応用が可能である。
次に、リアプレート１のスペーサ搭載面について、図１２を使用して説明する。
リアプレート１上のアクティブエリア（Ａ．Ａ．）２３内には、複数の配線ライン２４が各々平行に形成されている。またリアプレートとフェースプレートとを封着する際のアライメント基準として、封着マーク２６が配置されている。
次に、リアプレート１上の、スペーサ７のアライメント基準の設定について図１３を使用して説明する。
まず、カメラを使用して配線ライン２４、及び封着マーク２６の位置を認識し、封着マーク２６の位置を、図中Ｘ方向のアライメント基準（Ｂｘ）として設定する。一方、配線ライン２４の中央を通過する線を導出し、これを図中Ｙ方向のアライメント基準（Ｂｙ）として設定する。
このように、スペーサ７については、
Ｘ方向基準（Ａｘ）：スペーサ端面に形成されたマーク３１の位置
Ｙ方向基準（Ａｙ）：固定爪２１の位置＋補正量（スペーサ厚さ／２）
一方、リアプレート１については、
Ｘ方向基準（Ｂｘ）：封着マーク２６の位置
Ｙ方向基準（Ｂｙ）：配線ライン２４の中央を通過する線の位置
をアライメント基準として設定する。
Ｘ方向基準（Ａｘ）：スペーサ端面に形成されたマーク３１の位置
Ｙ方向基準（Ａｙ）：固定爪２１の位置＋補正量（スペーサ厚さ／２）
一方、リアプレート１については、
Ｘ方向基準（Ｂｘ）：封着マーク２６の位置
Ｙ方向基準（Ｂｙ）：配線ライン２４の中央を通過する線の位置
をアライメント基準として設定する。
次に、リアプレート１への、スペーサ７のアライメント、及び固定について図１４、図１５を使用して説明する。
測定部３２において所定の計測が行われたスペーサ７は、スペーサ把持部１８に把持されて、測定部３２のステージ上からリアプレート１へと搬送される（図１４（ａ））。
そして、Ｙ方向については、スペーサ７、リアプレート１の各アライメント基準が一致するように、Ｘ方向については、所定の間隔となるように、スペーサ搬送コラム１７とリアプレート１とのアライメントが成された後、スペーサ把持部１８を下降させて、スペーサ７をリアプレート１上に押し付ける（図１４（ｂ））。このとき、押し付け力が大きいとスペーサ７を押し曲げてしまうので、押し付け力は可能な限り小さく設定する。またこのとき、可動側のスペーサ把持部１８を図中矢印ｃ方向に所定量移動させるようにして、スペーサ７にスペーサの長手方向に張力をかける（負荷する）ことが好ましい。このようにすれば、詳しくは後述するが、仮にスペーサの中央部が組立当初の位置からずれたとしても、再び組立当初の設計位置に容易に且つ確実に修正することができる。
次に、ディスペンサ１９を使用して、コマ９の貫通穴１１に接着剤２８を適量、塗布した後、ヒートガン２０を使用して、接着剤２８を熱風により加熱、硬化させ、スペーサ７とリアプレート１とを、所定の位置関係を維持した上で接着、固定する（図１５）。
そして、接着剤２８の硬化が終了した後、スペーサ搬送コラム１７の押圧を解除し、スペーサ把持部１８の可動爪２２を開放方向に移動させ、リアプレート１に固定されたスペーサ７をスペーサ把持部１８から開放する（図１４（ｃ））。
以後、前述の作業をくり返し行ない、リアプレート１上に所定の間隔で、スペーサ７を接着、固定する。
以上のようにしてリアプレート１上に取り付けられたスペーサ７は、両端部はコマ９によってリアプレート１に接着固定されているものの、スペーサ７の中央部は、リアプレート１に当接しているだけで、固定はされていない。このため、スペーサ７とリアプレート１との組立完了から、リアプレート１とフェースプレート３との組立開始までに、スペーサ付きリアプレートに搬送等によって外部からの衝撃が加わると、スペーサ中央部は、組立当初の位置からずれる場合がある。
そこで、本発明の一実施形態では、このスペーサ付きリアプレートとフェースプレート（第二の基板）を封着する前に、板状スペーサとリアプレート（第一の基板）の表面との間に空隙を形成する工程を設けた。以下、この空隙を形成する工程の概要を説明する。
（板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程）
本発明における板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程としては、大別して、（１）第一の基板の変形を利用する方法、（２）前記コマ９として弾性部材を用い、この弾性部材の変形を利用する方法、が挙げられる。以下、この代表的な２つの方法を簡単に説明する。
本発明における板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程としては、大別して、（１）第一の基板の変形を利用する方法、（２）前記コマ９として弾性部材を用い、この弾性部材の変形を利用する方法、が挙げられる。以下、この代表的な２つの方法を簡単に説明する。
（１）第一の基板（ここではリアプレート）の変形を利用する方法
リアプレートの変形を利用する場合には、スペーサ７をリアプレート１に固定する前記工程において、スペーサ７にその長手方向に働く張力を予め負荷しておくのが望ましい。このとき、例えば図２（ａ）に示すようなリアプレート１の変形によって生じるスペーサ両端の固定間距離の収縮量が、張力負荷によるスペーサ７の伸び量よりも小さくなるように設定することにより、リアプレート１の変形後もスペーサ７には依然として張力が負荷されているので、スペーサ７はその中央部が図示のようにリアプレート１から確実に離反する。
リアプレートの変形を利用する場合には、スペーサ７をリアプレート１に固定する前記工程において、スペーサ７にその長手方向に働く張力を予め負荷しておくのが望ましい。このとき、例えば図２（ａ）に示すようなリアプレート１の変形によって生じるスペーサ両端の固定間距離の収縮量が、張力負荷によるスペーサ７の伸び量よりも小さくなるように設定することにより、リアプレート１の変形後もスペーサ７には依然として張力が負荷されているので、スペーサ７はその中央部が図示のようにリアプレート１から確実に離反する。
スペーサ７がリアプレート１から離反したことで、スペーサ７とリアプレート１との間には摩擦が生じなくなり、また、前述のとおり、前記スペーサ７には依然、張力が負荷されているので、スペーサ７は再び、組立当初の十分な真直度を示すようになる。尚、スペーサ自身の弾性力によって組立当初の十分な真直度に回復可能であれば、予めスペーサの長手方向に張力を負荷する必要はない。
そして、リアプレート１の変形を、リアプレート１に動的負荷を与えないように、徐々に取り去ることで、スペーサ７は組立当初の位置に復帰する。
よって、本動作をリアプレート１とフェースプレート３との組立前（封着前）に行なうことで、リアプレート１とフェースプレート３との組立を行なう前の、リアプレート１の取り扱い方に依らず、スペーサ７のリアプレート１に対する組立位置精度は保証され、ビームずれ等の発生も回避できる。
（２）弾性部材の変形を利用する方法
スペーサの両端部に設けた前記コマ９、もしくは、スペーサのリアプレートとの当接面側に設けた別部材を、例えば熱によって変形する弾性部材、例えば形状記憶合金などで構成する。そして、高温下で前記弾性部材を所定の形状に変形させることによって、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、上記（１）の方法と同様の作用によってスペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現することができる。
スペーサの両端部に設けた前記コマ９、もしくは、スペーサのリアプレートとの当接面側に設けた別部材を、例えば熱によって変形する弾性部材、例えば形状記憶合金などで構成する。そして、高温下で前記弾性部材を所定の形状に変形させることによって、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、上記（１）の方法と同様の作用によってスペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現することができる。
また、前述したスペーサ中央部の位置ずれの問題を解決する本発明の別の実施形態では、板状スペーサを第一の基板に固定した後、この第一の基板を搬送してから封着工程を行う場合、板状スペーサの中央部と第一の基板との間に空隙を形成した状態で、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程を行う。この場合、スペーサ付きリアプレートの搬送時には、板状スペーサは、該板状スペーサの中央部と第一の基板との間に空隙を形成した状態で支持されているため、スペーサ中央部がずれたままの状態で封着工程に搬送されることはなく、スペーサのリアプレート１に対する組立位置精度は保証され、ビームずれ等の発生も回避できる。
以上の工程を経た後は、リアプレート１とフェースプレート３を十分に位置合わせし、両基板を枠（側壁２）を介して封着することで、図４に例示したような平面型画像表示装置を形成する。以下、本発明による画像表示装置の概要を説明する。
（画像表示装置の概要）
図２９は、画像表示装置を構成する表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。
図２９は、画像表示装置を構成する表示パネルの斜視図であり、内部構造を示すためにパネルの一部を切り欠いて示している。
図中、１０１５はリアプレート、１０１６は側壁、１０１７はフェースプレートであり、１０１５〜１０１７により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成している。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必要があるが、たとえばフリットガラスを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気中で、４００〜５００℃で１０分以上焼成することにより封着することができる。気密容器内部を真空に排気する方法については後述する。また、上記気密容器の内部は１０-4Ｐａ程度の真空に保持されるので、大気圧や不意の衝撃などによる気密容器の破壊を防止する目的で、耐大気圧構造体として、スペーサ１０２０が設けられている。
リアプレート１０１５には電子源基板１０１１が固定されており、この電子源基板上には冷陰極素子１０１２がｎ×ｍ個形成されている（ｎ，ｍは２以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした表示装置においては、ｎ＝３０００，ｍ＝１０００以上の数を設定することが望ましい。）。ｎ×ｍ個の冷陰極素子は、ｍ本の行方向配線１０１３とｎ本の列方向配線１０１４により単純マトリクス配線されている。前記１０１１〜１０１４によって構成される部分をマルチ電子ビーム源と呼ぶ。
本発明の画像表示装置に用いるマルチ電子ビーム源は、冷陰極素子を単純マトリクス配線もしくは、はしご型配置した電子源であれば、冷陰極素子の材料や形状あるいは製法に制限はない。したがって、たとえば表面伝導型電子放出素子やＦＥ型、あるいはＭＩＭ型などの冷陰極素子を用いることができる。
また、フェースプレート１０１７の下面には、蛍光膜１０１８が形成されている。この蛍光膜１０１８は、カラー表示装置の場合には、ＣＲＴの分野で用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられる。
図３０は図２９のパネル縁部の断面模式図であり、各部の番号は図２９に対応している。
スペーサ１０２０は絶縁牲部材１の表面に帯電防止を目的とした高抵抗膜１０２１を成膜し、かつフェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）に面したスペーサの当接面１０２３及び接する側面部１０２４に低抵抗膜（導電性膜）１０２２を成膜した部材からなるもので、上記目的を達成するのに必要な数だけ、かつ必要な間隔をおいて配置され、フェースプレートの内側および基板１０１１の表面に接合材１０４１により固定される。
また、高抵抗膜１０２１は、スペーサ１０２０の表面のうち、少なくとも気密容器内の真空中に露出している面に成膜されており、スペーサ１０２０上の低抵抗膜１０２２および接合材１０４１を介して、フェースプレート１０１７の内側（メタルバック１０１９等）及び基板１０１１の表面（行方向配線１０１３または列方向配線１０１４）に電気的に接続される。
ここで説明される態様においては、スペーサ１０２０の形状は薄板状とし、行方向配線１０１３に平行に配置され、行方向配線１０１３に電気的に接続されている。
スペーサ１０２０としては、基板１０１１上の行方向配線１０１３および列方向配線１０１４とフェースプレート１０１７内面のメタルバック１０１９との間に印加される高電圧に耐えるだけの絶縁性を有し、かつスペーサ１０２０の表面への帯電を防止する程度の導電性を有する必要がある。
スペーサ１０２０を構成する高抵抗膜１０２１には、高電位側のフェースプレート１０１７（メタルバック１０１９等）に印加される加速電圧Ｖａを帯電防止膜である高抵抗膜１０２１の抵抗値Ｒｓで除した電流が流される。したがって、この抵抗値Ｒｓは帯電防止および消費電力からその望ましい範囲に設定される。帯電防止の観点から表面抵抗Ｒ／□は１０14Ω以下であることが好ましい。十分な帯電防止効果を得るためには１０13Ω以下がさらに好ましい。表面抵抗の下限はスペーサ１０２０の形状とスペーサ間に印加される電圧により左右されるが、１０7Ω以上であることが好ましい。
高抵抗膜１０２１の厚みｔは１０ｎｍ〜１μｍの範囲が好ましく、５０〜５００ｎｍの範囲が特に好ましい。材料の表面エネルギーおよび基板との密着性や基板温度によっても異なるが、一般的に１０ｎｍ以下の薄膜は島状に形成され、抵抗が不安定で再現性に乏しい。一方、膜厚ｔが１μｍ以上では膜応力が大きくなって膜はがれの危険性が高まり、かつ成膜時間が長くなるため生産性が悪い。
表面抵抗Ｒ／□はρ／ｔであり、以上に述べたＲ／□とｔの好ましい範囲から、高抵抗膜１０２１の比抵抗ρは１０［Ωｃｍ］乃至１０10［Ωｃｍ］が好ましい。さらに表面抵抗と膜厚のより好ましい範囲を実現するためには、ρは１０4乃至１０8［Ωｃｍ］とするのが良い。
スペーサ１０２０は上述したようにその上に形成した帯電防止膜（高抵抗膜１０２１）を電流が流れることにより、あるいはディスプレイ全体が動作中に発熱することによりその温度が上昇する。帯電防止膜の抵抗温度係数が大きな負の値であると温度が上昇した時に抵抗値が減少し、スペーサ１０２０に流れる電流が増加し、さらに温度上昇をもたらす。そして電流は電源の限界を越えるまで増加しつづける。このような電流の暴走が発生する条件は、以下の一般式（ξ）で説明される抵抗値の温度係数ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の値で特徴づけられる。但しΔＴ、ΔＲは室温に対する実駆動状態のスペーサ１０２０の温度Ｔおよび抵抗値Ｒの増加分である。
ＴＣＲ＝ΔＲ／ΔＴ／Ｒ×１００ ［％／℃］ …一般式（ξ）
ＴＣＲ＝ΔＲ／ΔＴ／Ｒ×１００ ［％／℃］ …一般式（ξ）
電流の暴走が発生する条件はＴＣＲとしては経験的に−１［％／℃］以下である。すなわち、帯電防止膜の抵抗温度係数は−１［％／℃］より大であることが望ましい。
帯電防止特性を有する高抵抗膜１０２１の材料としては、例えば金属酸化物を用いることができる。金属酸化物の中でも、クロム、ニッケル、銅の酸化物が好ましい材料である。その理由は、これらの酸化物は二次電子放出効率が比較的小さく、冷陰極素子１０１２から放出された電子がスペーサ１０２０に当たった場合においても帯電しにくためである。金属酸化物以外にも炭素は二次電子放出効率が小さく好ましい材料である。特に、非晶質カーボンは高抵抗であるため、スペーサ抵抗を所望の値に制御しやすい。
帯電防止特性を有する高抵抗膜１０２１の他の材料として、ゲルマニウムと遷移金属合金の窒化物、およびアルミニウムと遷移金属合金の窒化物は、遷移金属の組成を調整することにより、良伝導体から絶縁体まで広い範囲に抵抗値を制御できるので好適な材料である。さらには後述する表示装置の作製工程において抵抗値の変化が少なく安定な材料である。かつ、その抵抗温度係数が−１［％／℃］より大であり、実用的に使いやすい材料である。上記遷移金属元素としてはＷ、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｔａ等が挙げられる。合金窒化膜はスパッタ、窒素ガス雰囲気中での反応性スパッタ、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、イオンアシスト蒸着法等の薄膜形成手段により絶縁性部材上に形成される。金属酸化膜も同様の薄膜形成法で作製することができるが、この場合窒素ガスに代えて酸素ガスを使用する。その他、ＣＶＤ法、アルコキシド塗布法でも金属酸化膜を形成できる。カーボン膜は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法で作製され、特に非晶質カーボンを作製する場合には、成膜中の雰囲気に水素が含まれるようにするか、成膜ガスに炭化水素ガスを使用する。
また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜ＤｙｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用端子である。
Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行方向配線１０１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源の列方向配線１０１４と、Ｈｖはフェースプレートのメタルバック１０１９と電気的に接続している。
また、気密容器内部を真空に排気するには、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポンプとを接続し、気密容器内を１０-5Ｐａ程度の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前あるいは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不図示）を形成する。ゲッター膜とは、たとえばＢａを主成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜の吸着作用により気密容器内は１０-3Ｐａないしは１０-5Ｐａの真空度に維持される。
以上説明した表示パネルを用いた画像表示装置は、容器外端子Ｄｘ１ないしＤｘｍ、Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じて各冷陰極素子１０１２に電圧を印加すると、各冷陰極素子１０１２から電子が放出される。それと同時にメタルバック１０１９に容器外端子Ｈｖを通じて数百［Ｖ］ないし数［ｋＶ］の高圧を印加して、上記放出された電子を加速し、フェースプレート１０１７の内面に衝突させる。これにより、蛍光膜１０１８をなす各色の蛍光体が励起されて発光し、画像が表示される。
冷陰極素子１０１２として表面伝導型電子放出素子を適用した場合、この冷陰極素子１０１２への印加電圧は１２〜１６［Ｖ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２との距離ｄは０．１［ｍｍ］から８［ｍｍ］程度、メタルバック１０１９と冷陰極素子１０１２間の電圧は０．１［ｋＶ］から１０［ｋＶ］程度である。
以上、本発明の画像表示装置の概要を説明した。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
本実施例では、スペーサを取り付けた第一の基板（リアプレート）を変形させることによって、スペーサとリアプレートの表面との間に空隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
本実施例では、スペーサを取り付けた第一の基板（リアプレート）を変形させることによって、スペーサとリアプレートの表面との間に空隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
図１乃至図３は、本実施例におけるスペーサ７とリアプレート１の表面との間に空隙を形成する工程を説明するための模式図である。以下、本実施例を図１乃至図３を用いて説明する。
先ず、本発明の実施の形態の欄で説明した手順に従い、複数のスペーサ７をその長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート１上に所定の間隔で接着・固定した。
前述のように、スペーサ７とリアプレート１との組立完了から、リアプレート１とフェースプレート３との組立開始までに、スペーサ付きリアプレートに搬送等によって外部からの衝撃が加わるなどすると、スペーサ７の中央部はリアプレート１に当接しているだけで固定はされていないため、スペーサ７中央部が図１（ｂ）に示すように組立当初の位置からずれる場合がある。
そこで、先ず、スペーサ付きリアプレート２９をリアプレート載置ステージ１６上に載置する（図１（ａ））。
このリアプレート載置ステージ１６には、支持部材３０が、スペーサ付きリアプレート２９の周囲四辺のうち、スペーサ７の長手方向に直交する二辺に対して略平行で、かつ、前記二辺それぞれから所定距離ｄの位置に配置されている。
支持部材３０は、リアプレート１の下面に当接する圧子３０ａと、圧子３０ａを昇降、かつ所定の位置で停止させる駆動手段（不図示）とで構成され、通常、圧子３０ａのリアプレート当接面がリアプレートステージ１６の上面と同一面に位置する、またはリアプレートステージ１６の上面よりも低い位置となるように、リアプレートステージ１６に形成された凹部３３内に収納されている。
次に、図２（ａ）に示すように、支持部材３０を上昇し、圧子３０ａをリアプレート１下面に当接させてリアプレート１を持ち上げ、リアプレート１がリアプレートステージ１６から完全に離れたところで支持部材３０を停止させる。
このときリアプレート１は上側（スペーサ固定面側）が凹となるように湾曲・変形するが、本実施例では、この変形によって生じるスペーサ７の長手方向の収縮が、スペーサ７に予め負荷されている張力（図中矢印ｆ）による伸びよりも小さくなる位置に、リアプレート支持位置（即ち、支持部材３０の位置）が設定されている。
このため、リアプレート１が湾曲・変形した後も、スペーサ７には依然として長手方向に働く張力が負荷された状態であるため、スペーサ７の中央部がリアプレート１から離反し、図２（ｂ）に示すように、再び、組立当初の十分な真直度を示すようになる。
そして、図３（ａ）に示すように、支持部材３０を、リアプレート１に動的負荷を与えないように下降させ、リアプレート１をリアプレート載置ステージ１６に再び載置する。
リアプレート１に動的負荷を与えないような支持部材３０下降時の駆動方法については、支持部材３０下降時の急な加減速によって生じるリアプレート１、及びスペーサ７への慣性力を排除するために、低加速度、かつ低速度での運転、及びダッシュポット等による衝撃加速度の緩和を考慮する必要がある。
以上のようにしてスペーサの位置を修正した後、リアプレートとフェースプレートの封着を行い、図４に示したような気密容器（表示パネル）を製造した。
以上のように、封着前に、スペーサと基板との間に空隙を形成することによって、スペーサの設置位置が修正され、スペーサの設置位置がずれることによる画像表示装置への悪影響を防止し、良好な画像表示が可能となる。
［実施例２］
本実施例では、スペーサの両端部に設けた支持部材を、熱によって変形する部材で構成したことにより、高温下で、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
本実施例では、スペーサの両端部に設けた支持部材を、熱によって変形する部材で構成したことにより、高温下で、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
以下、図２９及び図３０に示したような構造を有する画像表示装置を製造した本実施例の特徴部分を詳述する。
（板状スペーサ）
板状スペーサ１０２０（図３０参照）は、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材（３００ｍｍ×２ｍｍ×０．２ｍｍ）を用いて作製した。
板状スペーサ１０２０（図３０参照）は、ソーダライムガラスからなる絶縁性部材（３００ｍｍ×２ｍｍ×０．２ｍｍ）を用いて作製した。
次に、スペーサ表面のうち、気密容器の画像形成領域内に露出する４面（３００ｍｍ×２ｍｍ、３００ｍｍ×０．２ｍｍの各表裏面、換言すると真空中に露出する面）に後述の高抵抗膜１０２１を成膜し、フェースプレート１０１７、リアプレート１０１５の画像形成領域に当接する２面１０２３に低抵抗膜１０２２を形成した。
上記高抵抗膜１０２１としては、ＣｒおよびＡｌのターゲットを同時に高周波電源でスパッタリングすることにより形成したＣｒ−Ａｌ合金窒化膜（２００ｎｍ厚、約１０9［Ω／□］）を用いた。
画像形成領域に設けた低抵抗膜１０２２は、スペーサ１０２０に成膜された高抵抗膜１０２１とフェースプレート１０１７、高抵抗膜１０２１とリアプレート１０１５（尚、本実施例ではリアプレート上に接着・固定された電子源基板１０１１の行方向配線１０１３）の電気的接続を確保する目的のほかに、スペーサ１０２０周辺の電場を抑制し電子放出素子からの電子線の軌道制御を行う目的がある。
（スペーサ用支持部材）
スペーサ１０２０の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０の材質は、形状記憶合金またはバイメタルが使われる。図１６に示すように、５ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍ（高さ）、中央部にスペーサ１０２０の入る溝１０３１（幅０．２５ｍｍ）が２ｍｍの長さで形成されている。
スペーサ１０２０の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０の材質は、形状記憶合金またはバイメタルが使われる。図１６に示すように、５ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍ（高さ）、中央部にスペーサ１０２０の入る溝１０３１（幅０．２５ｍｍ）が２ｍｍの長さで形成されている。
スペーサ用支持部材１０３０は、高温下に置くことによって変形し、スペーサ用支持部材１０３０とリアプレート１０１５のスペーサ設置面に対向する面を含む平面１０３０ａは、平面１０３０ｂの位置に移動する。
尚、スペーサ用支持部材１０３０は、本実施例の材質に限らず、例えばステンレス材やＮｉとＦｅを主体とする合金などを用いることもできる。また、スペーサ用支持部材１０３０に求められる性能としては、その熱膨張係数がスペーサ１０２０や基板を成す部材に近いことが挙げられる。
（スペーサとスペーサ用支持部材の組み立て）
図１７に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ２ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。
図１７に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ２ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。
（スペーサのリアプレートへの取り付け）
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合している支持部材１０３０をリアプレート上に第２の接合部材１０５３を用いて固定した。尚、本実施例においても、本発明の実施の形態の欄で説明した手順に従い、複数のスペーサ１０２０をその長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート上に固定した。
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合している支持部材１０３０をリアプレート上に第２の接合部材１０５３を用いて固定した。尚、本実施例においても、本発明の実施の形態の欄で説明した手順に従い、複数のスペーサ１０２０をその長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート上に固定した。
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラスを塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラスを塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
そして、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を各々４００℃乃至５００℃に加熱した。このとき、図１８（ａ）に示すように、スペーサ１０２０とスペーサ用支持部材１０３０の固定部は、リアプレートの厚み方向、すなわち図中矢印Ｅ方向に移動し、スペーサ１０２０はリアプレート上に空間を隔てて配置される。これによって、スペーサ１０２０は正規の位置にアライメントされる。
続いて、リアプレート１０１５の電子源の配置面を上、フェースプレート１０１７のメタルバック面を下となるように対峙させ、両平面の水平を維持したまま近付けて、リアプレート上に空間を隔てて配置されているスペーサをフェースプレートのメタルバック面で押込み、スペーサ１０２０をリアプレート１０１５とフェースプレート１０１７で挟持する（図１８（ｂ））。
以上のようにして完成した気密容器内を排気管を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に達した後、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、行方向配線１０１３及び列方向配線１０１４を介して各素子に給電して、表面伝導型電子放出素子の製造工程として一般的な通電フォーミング処理と通電活性化処理を行った。
次に、１０-4Ｐａ程度の真空度で、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着し外囲器（気密容器）の封止を行った。最後に、封止後の真空度を維持するために、ゲッター処理を行った。
以上のように完成した画像形成装置において、各冷陰極素子（表面伝導型電子放出素子）１０１２には、容器外端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎを通じ、走査信号および変調信号を不図示の信号発生手段によりそれぞれ印加することにより電子を放出させ、メタルバック１０１９には、高圧端子Ｈｖを通じて高電圧を印加することにより放出電子ビームを加速し、蛍光膜１０１８に電子を衝突させ、各色蛍光体を励起・発光させることで画像を表示した。なお、高圧端子Ｈｖへの印加電圧Ｖａは３［ｋＶ］ないし１０［ｋＶ］、各配線１０１３、１０１４間への印加電圧Ｖｆは１４［Ｖ］とした。
本実施例においても、封着前に、スペーサと基板との間に空隙を形成することによって、スペーサの設置位置が修正され、スペーサの設置位置がずれることによる画像表示装置への悪影響を防止し、良好な画像表示が可能となる。
［実施例３］
本実施例では、スペーサの下側に設けた構造部材を、熱によって変形する部材で構成したことにより、高温下で、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
本実施例では、スペーサの下側に設けた構造部材を、熱によって変形する部材で構成したことにより、高温下で、スペーサとリアプレート間に間隙を形成することを可能とし、この空隙によって、スペーサの位置を修正し、正確な配置関係を実現した。
以下、図２９及び図３０に示したような構造を有する画像表示装置を製造した本実施例の特徴部分を詳述する。
（構造部材）
図１９は、スペーサ１０２０に構造部材１０３２を取り付けた状態を示している。この構造部材１０３２の材質として、形状記憶合金またはバイメタルが使われ、スペーサのリアプレート設置面に嵌合もしくは無機接着剤を使い接着され配置されている。構造部材１０３２は、高温下に置くことにより、図中矢印の方向に寸法が小さくなる。
図１９は、スペーサ１０２０に構造部材１０３２を取り付けた状態を示している。この構造部材１０３２の材質として、形状記憶合金またはバイメタルが使われ、スペーサのリアプレート設置面に嵌合もしくは無機接着剤を使い接着され配置されている。構造部材１０３２は、高温下に置くことにより、図中矢印の方向に寸法が小さくなる。
（スペーサ用支持部材）
スペーサ１０２０の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０は、５ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍ（高さ）、中央部にスペーサ１０２０の入る溝１０３１（幅０．２５ｍｍ）が２ｍｍの長さで形成されている。
スペーサ１０２０の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０は、５ｍｍ×５ｍｍ×０．５ｍｍ（高さ）、中央部にスペーサ１０２０の入る溝１０３１（幅０．２５ｍｍ）が２ｍｍの長さで形成されている。
（スペーサとスペーサ用支持部材の組み立て）
図２０に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ２ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。
図２０に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ２ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。
（スペーサのリアプレートへの取り付け）
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合しているスペーサ用支持部材１０３０をリアプレート上に第２のスペーサ用接合部材１０５３を用いて固定した。このとき、スペーサ１０２０の長手方向の中間部は、図２１に示すように、スペーサに配置されている構造部材１０３２とリアプレート１０１５が当接し配置されることになる。尚、本実施例においても、本発明の実施の形態の欄で説明した手順に従い、複数のスペーサ１０２０をその長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート上に固定した。
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合しているスペーサ用支持部材１０３０をリアプレート上に第２のスペーサ用接合部材１０５３を用いて固定した。このとき、スペーサ１０２０の長手方向の中間部は、図２１に示すように、スペーサに配置されている構造部材１０３２とリアプレート１０１５が当接し配置されることになる。尚、本実施例においても、本発明の実施の形態の欄で説明した手順に従い、複数のスペーサ１０２０をその長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート上に固定した。
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラス（不図示）を塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラス（不図示）を塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
そして、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を各々４００℃乃至５００℃に加熱した。このとき、図２２（ａ）に示すように、スペーサ１０２０の長手方向の中間部に配置されている構造部材１０３２は、高温下に置くことによりリアプレートの前記スペーサの設置面に対して直交する方向、すなわち図中矢印Ｆ方向に寸法が小さくなり、リアプレートとスペーサとの間に空間が生じる。これによって、スペーサ１０２０は正規の位置にアライメントされる。
続いて、リアプレート１０１５の電子源の配置面を上、フェースプレート１０１７のメタルバック面を下となるように対峙させ、両平面の水平を維持したまま近付けて封着する。その後、基板温度が常温に戻るにつれてスペーサ１０２０の長手方向の中間部に配置されている構造部材１０３２はもとの形状に戻り、リアプレートに当接せずに空間を隔てて配置されていた構造部材１０３２がリアプレートに当接し、スペーサ１０２０は、リアプレート１０１５とフェースプレート１０１７に挟持される（図２２（ｂ））。
以下、実施例２と同様にして画像表示装置を完成させた。
本実施例においても、封着前に、スペーサと基板との間に空隙を形成しえるため、スペーサを正規の位置に修正することが可能となり、スペーサの配置ずれによる画像への悪影響を防止し、良好な画像表示が可能となる。
［実施例４］
本実施例では、スペーサの両端部に設けた支持部材と基板とを接着固定し、スペーサ本体は封着工程まで基板と当接させない（スペーサと基板間に空隙を持たせる）ことで、搬送工程時に生じるスペーサと基板との相対位置のずれを解消するものである。
本実施例では、スペーサの両端部に設けた支持部材と基板とを接着固定し、スペーサ本体は封着工程まで基板と当接させない（スペーサと基板間に空隙を持たせる）ことで、搬送工程時に生じるスペーサと基板との相対位置のずれを解消するものである。
以下、図２９及び図３０に示したような構造を有する画像表示装置を製造した本実施例の特徴部分を詳述する。
（スペーサ用支持部材）
スペーサ１０２０（実施例２で用いたスペーサと同様の構成である。）の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０の材質は、リアプレートと極めて熱膨張係数の近い例えばＮｉやＦｅを主成分とする合金が使われる。スペーサ用支持部材１０３０の形状としては、図２３に示すように、板厚０．１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ７ｍｍの合金をＳ字形状にフォーミングし、幅方向の中央部にスペーサ１０２０の入る溝（幅０．２５ｍｍ）が１．５ｍｍの長さで形成されている。
スペーサ１０２０（実施例２で用いたスペーサと同様の構成である。）の両端に固定されるスペーサ用支持部材１０３０の材質は、リアプレートと極めて熱膨張係数の近い例えばＮｉやＦｅを主成分とする合金が使われる。スペーサ用支持部材１０３０の形状としては、図２３に示すように、板厚０．１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ７ｍｍの合金をＳ字形状にフォーミングし、幅方向の中央部にスペーサ１０２０の入る溝（幅０．２５ｍｍ）が１．５ｍｍの長さで形成されている。
（スペーサとスペーサ用支持部材の組み立て）
図２３に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ１．５ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。このとき、スペーサ１０２０のリアプレート１０１５に対向する面１０２０ａとスペーサ用支持部材１０３０のリアプレート１０１５に対向する面１０３０ａは、略平行に設置されており、且つ平面１０２０ａは、平面１０３０ａよりもフェースプレート側に配置されるように、スペーサと支持部材を接合している。
図２３に示すように、スペーサ１０２０の両端部に、スペーサ用支持部材１０３０の中央部に設けられた溝（幅０．２５ｍｍ、長さ１．５ｍｍ）を差し込み、第１の接合部材１０５２により固定した。このとき、スペーサ１０２０のリアプレート１０１５に対向する面１０２０ａとスペーサ用支持部材１０３０のリアプレート１０１５に対向する面１０３０ａは、略平行に設置されており、且つ平面１０２０ａは、平面１０３０ａよりもフェースプレート側に配置されるように、スペーサと支持部材を接合している。
（スペーサのリアプレートへの取り付け）
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合しているスペーサ用支持部材１０３０をリアプレート上に第２の接合部材１０５３を用いて固定した。これによって、スペーサ１０２０は、図２４に示すように、リアプレート１０１５に当接せずに空間を隔てて配置されることになる。そして、この後、リアプレートとフェースプレートとの封着のため、スペーサ設置済のリアプレートを搬送する。搬送中、リアプレートへ衝撃、振動が生じ、スペーサのリアプレートに対する位置が変化するが、スペーサはリアプレートと空間を隔てているため、搬送し終えた際には、スペーサの位置が行方向配線の中央上に戻っている。
スペーサ１０２０は、スペーサ組み立て装置によりリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３の中央上にリアプレートの平面に対して垂直になるように位置合せし、両端部に予め接合しているスペーサ用支持部材１０３０をリアプレート上に第２の接合部材１０５３を用いて固定した。これによって、スペーサ１０２０は、図２４に示すように、リアプレート１０１５に当接せずに空間を隔てて配置されることになる。そして、この後、リアプレートとフェースプレートとの封着のため、スペーサ設置済のリアプレートを搬送する。搬送中、リアプレートへ衝撃、振動が生じ、スペーサのリアプレートに対する位置が変化するが、スペーサはリアプレートと空間を隔てているため、搬送し終えた際には、スペーサの位置が行方向配線の中央上に戻っている。
（リアプレートとフェースプレートの封着）
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラス（不図示）を塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
その後、リアプレート１０１５上に側壁１０１６をフリットガラス（不図示）を介して設置し、さらに側壁１０１６のフェースプレート１０１７の接するべき場所にもフリットガラス（不図示）を塗布した。フェースプレート１０１７の内面には、Ｙ方向に延びるストライプ形状の各色蛍光体からなる蛍光膜１０１８とメタルバック１０１９が付設されている。
そして、フェースプレート１０１７とリアプレート１０１５を各々４００℃乃至５００℃に加熱した後、図２５（ａ）に示すように、リアプレート１０１５の電子源の配置面を上、フェースプレート１０１７のメタルバック面を下となるように対峙させ、両平面の水平を維持したまま近付けて、リアプレート上に空間を隔てて配置されているスペーサをフェースプレートのメタルバック面で押込み、スペーサ１０２０をリアプレート１０１５とフェースプレート１０１７で挟持する。この時、スペーサ用支持部材１０３０は、弾性変形によりリアプレートの厚み方向に小さくなり、スペーサ１０２０がリアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３上に当接される（図２５（ｂ））。
以下、実施例２と同様にして画像表示装置を完成させた。
本実施例においても、スペーサ１０２０に近い位置にある冷陰極素子１０１２からの放出電子による発光スポットも含め、二次元上に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示ができた。
［実施例５］
本実施例では、スペーサの両端部に設けた第１のスペーサ用支持部材と基板側に設けた第２のスペーサ用支持部材を用いて、スペーサ本体は封着工程まで基板と当接させない（スペーサと基板間に空隙を持たせる）ことで、搬送工程時に生じるスペーサと基板との相対位置のずれを解消するものである。
本実施例では、スペーサの両端部に設けた第１のスペーサ用支持部材と基板側に設けた第２のスペーサ用支持部材を用いて、スペーサ本体は封着工程まで基板と当接させない（スペーサと基板間に空隙を持たせる）ことで、搬送工程時に生じるスペーサと基板との相対位置のずれを解消するものである。
以下、図２９及び図３０に示したような構造を有する画像表示装置を製造した本実施例の特徴部分を詳述する。
（第１のスペーサ用支持部材）
第１のスペーサ用支持部材としては、ステンレス材や、ＮｉとＦｅを主体とする金属製のワイヤーなどが用いられる。本実施例では、第１のスペーサ用支持部材としてφ０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍのワイヤーを用い、図２６に示すように、２本のワイヤー１０３５の両端をスペーサ両端部の上と下に接着固定した。
第１のスペーサ用支持部材としては、ステンレス材や、ＮｉとＦｅを主体とする金属製のワイヤーなどが用いられる。本実施例では、第１のスペーサ用支持部材としてφ０．１ｍｍ、長さ２０ｍｍのワイヤーを用い、図２６に示すように、２本のワイヤー１０３５の両端をスペーサ両端部の上と下に接着固定した。
（第２のスペーサ用支持部材）
第２のスペーサ用支持部材は、リアプレートに固定される金具である。材質としては、例えばステンレス材や、ＮｉとＦｅを主体とする合金などが用いられる。第２のスペーサ用支持部材の材質に求められる性能としては、その熱膨張係数がスペーサ１０２０や基板を成す部材に近いことが挙げられる。
第２のスペーサ用支持部材は、リアプレートに固定される金具である。材質としては、例えばステンレス材や、ＮｉとＦｅを主体とする合金などが用いられる。第２のスペーサ用支持部材の材質に求められる性能としては、その熱膨張係数がスペーサ１０２０や基板を成す部材に近いことが挙げられる。
本実施例では、図２７に示すように、第２のスペーサ用支持部材１０３６としてφ１ｍｍ、高さ１．８ｍｍの支柱にリアプレート取り付け用の固定部を設けたものを使用した。
（接合部材）
スペーサと第１のスペーサ用支持部材の接合、第２のスペーサ用支持部材とリアプレートの接合には、アルミナを母材とする無機接着剤を使用した。
スペーサと第１のスペーサ用支持部材の接合、第２のスペーサ用支持部材とリアプレートの接合には、アルミナを母材とする無機接着剤を使用した。
（リアプレートと第２のスペーサ用支持部材の組み立て）
リアプレート１０１５の電子線放出領域（アクティブエリア）内のスペーサ１０２０が接する行方向配線１０１３の中心線の延長上の電子線放出領域外に、第２のスペーサ用支持部材１０３６の支柱の中心を精度良く位置合せした後、前記接合部材を使い接合した。
リアプレート１０１５の電子線放出領域（アクティブエリア）内のスペーサ１０２０が接する行方向配線１０１３の中心線の延長上の電子線放出領域外に、第２のスペーサ用支持部材１０３６の支柱の中心を精度良く位置合せした後、前記接合部材を使い接合した。
（スペーサのリアプレートへの取り付け）
図２８を使いスペーサとリアプレートの組み立てについて説明する。
図２８を使いスペーサとリアプレートの組み立てについて説明する。
金属製のワイヤ１０３５が接合されているスペーサ１０２０を、スペーサ組み立て装置によりスペーサの長手方向に張力を負荷した状態で、リアプレート１０１５の電子線放出領域内の行方向配線１０１３のほぼ中央に位置あわせし（図２８（ａ））、スペーサの両端部に配置されているワイヤ１０３５の輪形状部を、リアプレート上に予め配置されている第２のスペーサ支持部材１０３６の支柱のリアプレートから離れた位置に引掛ける（図２８（ｂ））。最後に、スペーサ組み立て装置のスペーサ把持部１８を開放（アンクランプ）し、スペーサ組み立て装置からスペーサを取り外す（図２８（ｃ））。
これにより、スペーサは、張力が負荷された状態でスペーサの両端部のみを第１，２の支持部材を介してリアプレートに固定され、スペーサの中央部とリアプレートの間には空間が生じる。
以下、先の実施例４と同様にして画像表示装置を完成させた。
本実施例においても、スペーサに近い位置にある冷陰極素子からの放出電子による発光スポットも含め、二次元上に等間隔の発光スポット列が形成され、鮮明で色再現性の良いカラー画像表示ができた。
１ リアプレート
２ 側壁
３ フェースプレート
４ 蛍光膜
５ メタルバック
６ 密閉空間
７ スペーサ
９ スペーサ支持コマ（支持部材）
１０ コマのスリット
１１ コマの貫通穴
１２ スペーサガイド
１３ ステージ
１４ コマガイド
１５ 接着剤
１６ リアプレート載置ステージ
１７ スペーサ搬送コラム
１８ スペーサ把持部
１９ ディスペンサ
２０ ヒートガン
２１ スペーサ把持部固定爪
２２ スペーサ把持部可動爪
２３ リアプレート上のアクティブエリア（Ａ．Ａ．）
２４ リアプレート上の配線ライン
２６ リアプレート上の封着マーク
２７ リアプレート上のグランドライン
２８ 接着剤
２９ スペーサ付きリアプレート
３０ リアプレート支持部材
３０ａ 圧子
３１ スペーサ上下面マーク
３２ スペーサ厚さ、上下面マーク測定部
３３ 支持部材収納用凹部
１０１１ 電子源基板
１０１２ 冷陰極素子
１０１３ 行方向配線
１０１４ 列方向配線
１０１５ リアプレート
１０１６ 側壁
１０１７ フェースプレート
１０１８ 蛍光膜
１０１９ メタルバック
１０２０ スペーサ
１０２０ｄ スペーサのリアプレートのスペーサ設置面に対向する面を含む平面
１０２１ 高抵抗膜
１０２２ 低抵抗膜（導電性膜）
１０２３ スペーサの当接面
１０２４ スペーサの側面部
１０３０ スペーサ用支持部材
１０３１ 溝
１０３２ 構造部材
１０３５ 第１の支持部材（ワイヤー）
１０３６ 第２の支持部材
１０４１ 接合材
２ 側壁
３ フェースプレート
４ 蛍光膜
５ メタルバック
６ 密閉空間
７ スペーサ
９ スペーサ支持コマ（支持部材）
１０ コマのスリット
１１ コマの貫通穴
１２ スペーサガイド
１３ ステージ
１４ コマガイド
１５ 接着剤
１６ リアプレート載置ステージ
１７ スペーサ搬送コラム
１８ スペーサ把持部
１９ ディスペンサ
２０ ヒートガン
２１ スペーサ把持部固定爪
２２ スペーサ把持部可動爪
２３ リアプレート上のアクティブエリア（Ａ．Ａ．）
２４ リアプレート上の配線ライン
２６ リアプレート上の封着マーク
２７ リアプレート上のグランドライン
２８ 接着剤
２９ スペーサ付きリアプレート
３０ リアプレート支持部材
３０ａ 圧子
３１ スペーサ上下面マーク
３２ スペーサ厚さ、上下面マーク測定部
３３ 支持部材収納用凹部
１０１１ 電子源基板
１０１２ 冷陰極素子
１０１３ 行方向配線
１０１４ 列方向配線
１０１５ リアプレート
１０１６ 側壁
１０１７ フェースプレート
１０１８ 蛍光膜
１０１９ メタルバック
１０２０ スペーサ
１０２０ｄ スペーサのリアプレートのスペーサ設置面に対向する面を含む平面
１０２１ 高抵抗膜
１０２２ 低抵抗膜（導電性膜）
１０２３ スペーサの当接面
１０２４ スペーサの側面部
１０３０ スペーサ用支持部材
１０３１ 溝
１０３２ 構造部材
１０３５ 第１の支持部材（ワイヤー）
１０３６ 第２の支持部材
１０４１ 接合材
Claims (9)
- 第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサと第一の基板の表面との間に空隙を形成する工程を更に有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 - 前記空隙を形成する工程は、前記第一の基板の変形によって行われることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記空隙を形成する工程は、前記板状スペーサの端部に設けられた弾性部材によって行われることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記弾性部材は、形状記憶合金で構成されることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置の製造方法。
- 板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像表示装置の製造方法。
- 第一の基板の表面に、板状スペーサを該板状スペーサの長手方向が該第一の基板の該表面と平行になるように配置し、該板状スペーサの長手方向の端部を該第一の基板に固定する工程と、
板状スペーサの長手方向の端部が固定された第一の基板に第二の基板を対向配置し、該第一の基板と該第二の基板とを該板状スペーサを介して封着する工程と、を有する画像表示装置の製造方法であって、
板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程が、該板状スペーサと該第一の基板との間に空隙を形成した状態で、板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する工程であり、該工程と、第一の基板と第二の基板を封着する前記工程との間に、板状スペーサの固定された第一の基板を前記空隙を有する状態で搬送する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 - 板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、スペーサ端部に設けられた支持部材を前記第一の基板に接着することで行われることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記支持部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置の製造方法。
- 板状スペーサの長手方向の端部を第一の基板に固定する前記工程は、該板状スペーサの長手方向に張力を付加した状態で行われることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の画像表示装置の製造方法。
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