(57)【要約】【課題】  表示領域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、スペーサに起因する基板の反りや損傷を防止して高品位表示が可能でかつ信頼性の高い画像表示装置を提供する。【解決手段】  スペーサ１２と前面基板２間を、前記スペーサ１２の凹部１２１からなる非固定部１４を除いて接着部材１３で接着固定した。【選択図】  図４
2006120534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び蛍光体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、
前記前面基板と前記背面基板間の表示領域内に配置固定された複数の間隔保持部材と、
前記前面基板と前記背面基板との間で前記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、
この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、
前記間隔保持部材は単一の板状構造体からなり、前記前面基板及び前記背面基板のいずれか一方又は両方との間に非固定部を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記背面基板は、一方向に延在し該一方向と直交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に設けられた電子源と、前記走査信号配線に接続して前記電子源に電流を供給する給電電極とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記非固定部は前記間隔保持部材の凹部に対応することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記間隔保持部材の非固定部と前記前面基板又は前記背面基板間に接合部材が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記間隔保持部材は前記一方向に延在する走査信号配線と略平行に配置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。
【請求項６】
前記間隔保持部材の凹部は一端面側から他端面方向に向かって伸びる略長方形の切り欠きからなることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記間隔保持部材は単一素材板からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記間隔保持部材はセラミックス材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記凹部の深さは前記間隔保持部材の高さの１/２〜１/３であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記間隔保持部材は前記基板に導電性部材で固定されてい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。
【請求項１１】
前記間隔保持部材はその表面に抵抗層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、特に表示領域に配置固定されて前記両基板を平行に保持する間隔保持部材に起因する基板損傷を防止して前面基板と背面基板間の間隔を高精度に保ち安定した表示特性を実現した画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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（いわゆる、電子放出型表示装置、又は電界放出型表示装置と呼ばれるもの）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画像表示装置の実用化も図られている。
【０００４】
自発光型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おり、その一つとして、微少で集積可能な冷陰極を利用する前述した電子放出型画像表示装置が知られている。この電子放出型表示装置の冷陰極には、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−金属型等の薄膜型電子源などがある。
【０００５】
ＭＩＭ型電子源については、例えば特許文献１、特許文献２に開示されたものが知られている。また、金属―絶縁体―半導体型電子源については非特許文献１で報告されたＭＯＳ型、金属―絶縁体―半導体−金属型電子源に関しては、非特許文献２などで報告されたＨＥＥＤ型電子源、非特許文献３などで報告されたＥＬ型電子源、非特許文献４などで報告されたポーラスシリコン型電子源などが知られている。
【０００６】
電子放出型表示装置、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圧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。
【０００７】
ＭＩＭ型電子源を有する画像表示装置では前記背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上には一方向に延在し該一方向と直交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が形成されている。又、この基板上には、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が形成されている。走査信号配線と画像信号配線の各交差部に上記の電子源が設けられ、走査信号配線と電子源とは給電電極で接続され、走査信号配線から電子源に電流が供給される。
【０００８】
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。
【０００９】
前述したような平面型の画像表示装置では、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。
【００１０】
このスペーサに関し、異なる２種類以上の構造体（Ｒ部、Ｅ部）を連結したスペーサ構成とし、機械的に剛な部分（Ｒ部）と、機械的に柔な部分（Ｅ部）を繋ぎ合わせた一体構造とすることにより、基板との熱膨張差を、主にＥ部の変形で吸収することができ、加熱工程時の基板の損傷を防止することができる旨の構成が特許文献３に記載されている。又、下記特許文献４には、画像形成装置において、背面板とスペーサとを、ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種の金属とを含有する封着用導電性フリットを加熱、焼成してなる封着部材で接合し、熱応力を発生させることなく部材間を接合すると共に導電性を付与できる旨の構成が記載されている。
【特許文献１】特開平７−６５７１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９７９号公報
【特許文献３】特開平１０−２７５５７４号公報
【特許文献４】特開２００１−３３８５２８号公報
【非特許文献１】J. Vac. Sci. Techonol. B11 (2) p.429-432 (1993)
【非特許文献２】high-efficiency-electro-emission device 、Jpn.J.Appl. Phys. 、vol36 、pL939
【非特許文献３】Electroluminescence 、応用物理  第６３巻、第６号、５９２頁
【非特許文献４】応用物理  第６６巻、第５号、４３７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
背景技術において、多数のスペーサを能率的かつ高精度に配置固定する技術が不足し、その解決策が求められている。又、スペーサを基板に固定することにより、前面及び背面基板に反りが発生し、両基板間の間隔を設定値に確保できず、所望の表示特性が得られないと言う問題があり、その解決策も求められている。更に、スペーサと基板はそれぞれの機能を十二分に発揮する上から一般には異なる構成素材が用いられる。これに伴い、例えば熱膨張係数のような諸特性が両者間で異なり、両者を接着固定した際、熱膨張係数差に起因して基板自体に歪みが発生し、基板の損傷を招く等の問題があり、同様にその解決策も求められている。
【００１２】
特許文献３ではこれらの解決策の１つとして、異なる２種類以上の構造体（Ｒ部、Ｅ部）を連結したスペーサ構成とし、機械的に剛な部分（Ｒ部）と、機械的に柔な部分（Ｅ部）を繋ぎ合わせた一体構造とすることが提案されている。ところが、異なる２種類以上の構造体（Ｒ部、Ｅ部）を連結したスペーサ構成とすることは、スペーサとしての強度を損なう恐れが有ることと、スペーサ配置時の位置精度の確保に問題があり、更なる解決策が求められている。又、特許文献４の、ガラスとＳｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種の金属とを含有する封着用導電性フリットを加熱、焼成してなる封着部材で接合する構成では、導電成分とガラス成分との結合に問題が発生する恐れが有り、導電性確保及びパネル強度の確保の点で更なる改良が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、両基板間の表示領域内に複数個配置するスペーサを板状の単一素材で構成し、このスペーサと前記両基板との固定構造に部分的な非固定部を配置することで解決できる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によると、基板の反りの発生を低減すると共に両基板間の間隔を高精度に保持出来、精細度の高い画像表示装置を得る事が出来る。又、基板とスペーサとの熱膨張係数が異なっても、基板の損傷の発生を抑制できることから、スペーサと基板はそれぞれの機能を十二分に発揮できる構成素材の使用が可能になる。更に、スペーサを能率的かつ高精度に配置固定することが出来る。
【００１５】
請求項２に係る発明によると、スペーサの固定を高温雰囲気下で行うことが出来、スペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
【００１６】
請求項３、４に係る発明によると、スペーサを能率的かつ高精度に配置固定することが出来る。
【００１７】
請求項５に係る発明によると、スペーサを能率的かつ高精度に配置固定することが出来る。又、スペーサと基板との固定強度を確保でき、スペーサの傾きの発生や折損を防止できて両基板間の間隔を設定値に確保して精細度の高い画像表示装置を得る事が出来る。
【００１８】
請求項６に係る発明によると、基板とスペーサとの熱膨張係数の差を吸収して基板の損傷の発生を抑制出来る。又、凹部の形成も容易で、スペーサを廉価で入手出来る。
【００１９】
請求項７、８に係る発明によると、スペーサの取り扱いが容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定することが出来る。又、スペーサの座屈に対する強度の向上が図れ、両基板間間隔を設定値に確保して精細度の高い画像表示装置を得る事が出来る。
【００２０】
請求項９に係る発明によると、スペーサの凹部の深さをスペーサの高さを基準に設定したことで、スペーサ自体の機械的強度の確保と基板の反りの防止を同時に達成できる。
【００２１】
請求項１０、１１に係る発明によると、スペーサによる電界の乱れを回避して精細度の高い画像表示装置を得る事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１乃至図４は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は画像表示装置の概略構成を示し、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向から見た側面図、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２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の前面基板の模式断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿った背面基板と対応する前面基板の模式断面図である。
【００２４】
これら図１乃至図４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。
【００２５】
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Ｙ方向に延在し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Ｘ方向に延在し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の各交差部に設けられ、走査信号配線９及び画像信号配線８と電子源１０とは接続電極１１、１１Ａで接続され、電子源１０に電流が供給される。又、走査信号配線９、電子源１０と画像信号配線８間には層間絶縁層ＩＮＳが介挿されている。この構成では画像信号配線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。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ている。このスペーサ１２は通常、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。１２１はスペーサ１２の凹部で、この凹部１２１はスペーサ１２の一端面側から他端面側に向かって伸びる略長方形の切り欠きから構成されており、この実施例ではスペーサ１２の長さ方向の略中央部に一箇所配置されている。
【００２６】
この凹部１２１の寸法は、深さＶ１はスペーサ１２の高さＨ１の１／３〜１／２程度、幅Ｗ１はスペーサ１２の厚さＴ１以上で２０ｍｍ程度以下に設定されている。深さＶ１及び幅Ｗ１はスペーサ１２の強度低下が生じない程度に設定される。又、凹部１２１の底辺の角部には応力が集中しないように丸みを持たせている。
【００２７】
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Ｌ１は数ｍｍ程度、厚さＴ１は数十μｍ〜数ｍｍ以下、長さは５０ｍｍ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。
【００２８】
次に、参照符号１３は接着部材で、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銀とを含有した導電性の接着材等からなり、前記スペーサ１２を両基板１、２と前記凹部１２１部分の非固定部１４を除く全長に亘って接着固定している。この接着部材１３はその組成にもよるが厚さＴ１は接着固定の確保の点から十数μｍ以上、望ましくは２０〜４０μｍ程度の厚さに設定される。
【００２９】
一方、前面基板２の内面には赤色、緑色、青色用の蛍光体層１５が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６で区画されて配置され、これらを覆うように金属薄膜からなる陽極電極１７が設けられている。この構成で、電子源１０から放射される電子を加速し、対応する副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、他の副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。
【００３０】
この実施例１の構成であれば、スペーサ１２と前面基板２との固着部の一部の凹部１２１部分に形成される非固定部１４の存在により、前面基板２の反りの発生を防止でき、両基板間の間隔を所定値に確保できて所望の表示特性が得られる。
【００３１】
ちなみに、長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２．８ｍｍ、熱膨張係数８３のガラス板を２枚用意し、各ガラス板に、長さ２０ｍｍ、高さ３ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、熱膨張係数７２のセラミックス板からなり、その中央に幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの凹部を備えたスペーサと、比較用として前記凹部を持たない同材質同一寸法のスペーサとをそれぞれガラス化成分５０％含有の銀ペーストでそれぞれ接着固定した。
【００３２】
その結果、本発明の凹部を有するスペーサを固定したガラス板では凹部の非固定部の効果により歪の分散があって歪及び反りは実用上無視できる値であった。これに対し、比較用では実用には更なる改善が必要な評価であった。
【００３３】
又、熱膨張係数が従来以上に異なる組み合わせの下でも歪み発生の恐れは軽減されて基板とスペーサとの材料選択の裕度を広げることができ、それぞれの目的に添った材料仕様が可能となる。
【００３４】
更に、スペーサ自体が一体素材で成形加工された単一の板状構造体で側面が略々平坦であるため、その取り扱いが容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。即ち、走査信号配線上に正確に配置することができるので、電子源（画素）の動作への妨げを軽減することができる。また、スペーサは予め凹部を設けたセラミックのブロックから、所望の形状、厚さで切り出して製造することが可能で、廉価で入手できる。
更に又、導電性の接着材からなる接合部材を用いればスペーサの帯電を軽減でき、電子源から放射する電子の軌道を歪ませることなく、蛍光体層に十分な電子を射突させることができ、輝度向上や色再現性の確保が可能となる。
【実施例２】
【００３５】
図５は本発明の画像表示装置の他の実施例を示す前述した図４に対応する模式断面図で、前述した図１乃至図４と同じ部分には同一記号を付してある。図５において、スペーサ２２は前述と同様なセラミックス材の薄板からなり、高さＨ２、長さＬ２の長方形に整形されている。このスペーサ２２と両基板１、２との接着固定は、前述したと同様な接着用フリットガラス、又は例えば銀を含有した導電性の接着材、更には特性の異なる別の接着材等からなる接着部材２３を用い、スペーサ２２の上下端面と前記両基板１、２とを部分的に厚さＴ３で接着固定し、残部を非固定部２４（２４１〜２４４）としたものである。この非固定部２４の幅は前面基板側がＷ２、背面基板側がＷ３となっている。この幅Ｗ２、Ｗ３は同一寸法でも或は異なる寸法でもよいが、何れもスペーサ２２の厚さ以上の幅に設定されている。
【００３６】
この実施例２ではスペーサ２２の上下端面に非固定部２４を複数箇所に形成し、残部を接着固定した構成であり、非固定部２４の存在により、両基板の歪み及び反りの発生を防止でき、両基板間の間隔を所定値に確保できて所望の表示特性が得られる。  又、熱膨張係数を厳密に設定する事無く、基板とスペーサとの材料選択の裕度を広げることができ、それぞれの目的に添った材料使用が可能となる。
【００３７】
更に、スペーサ自体が一体素材でかつ単純な長方形に構成されているため、入手が容易でしかも機械的強度も全長に亘って均一に確保でき、その取り扱いも容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
更に又、導電性の接着材からなる接合部材を用いればスペーサの帯電を軽減でき、電子源から放射する電子の軌道を歪ませることなく、蛍光体層に十分な電子を射突させることができ、輝度向上や色再現性の確保が可能となる。
【実施例３】
【００３８】
図６は本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの他の実施例を示す模式斜視図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図６において、スペーサ３２は厚さＴ４、高さＨ３、長さＬ３の長方形を呈し、一端面側に切欠きからなる２個の凹部３３（３３１、３３２）を、又他端面側に１個の凹部３３３を備えた構成である。これらの凹部３３（３３１〜３３３）はそれぞれの端面側から他端面側に向かって伸びる略長方形の切り欠きから構成され、一端面側の２個の凹部３３１、３３２は幅Ｗ４、深さＶ２、間隔Ｌ４で配置され、他端面側の１個の凹部３３３は全長Ｌ３の略中央に幅Ｗ５、深さＶ３の寸法を有して配置されている。全長Ｌ３、幅Ｗ４、Ｗ５及び深さＶ２、Ｖ３は前述した実施例１の対応する各寸法Ｌ１、Ｗ１、Ｖ１と同一或は異なる寸法に設定されるが、この実施例３では凹部を一端面側に２個、他端面側に１個と両端面にそれぞれ配置したことで凹部が上下で重なり合わない様に位置をずらして配置した構成とした。又深さＶ２、Ｖ３は機械的強度の点から前述したように高さＨ３の１／３程度以下が望ましい。更に前記間隔Ｌ４は全長Ｌ３との関係にもよるが、実用的には１０ｍｍ乃至９０ｍｍ程度、好ましくは２０ｍｍ乃至５０ｍｍ程度である。
【００３９】
この実施例３では、スペーサ３２の上下端面に凹部となる切欠きを配置したことにより、各凹部が非固定部を構成することになり、非固定部の存在により両基板のそりの発生を防止でき、両基板間の間隔を所定値に確保できて所望の表示特性が得られる。  又、熱膨張係数を厳密に設定する事無く、基板とスペーサとの材料選択の裕度を広げることができ、それぞれの目的に添った材料使用が可能となる。
【００４０】
更に、スペーサ自体が一体素材で構成されているため、その取り扱いが容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
【００４１】
なお、図示しないがこのスペーサ３２を実装する際、他端面側の１個の凹部３３３を挟む位置に図５で示した非固定部２４の構成を組み合わせることも可能である。
【実施例４】
【００４２】
図７は本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの更に他の実施例を示す模式斜視図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図７において、スペーサ４２は厚さＴ５、高さＨ４、長さＬ５の長方形を呈し、一端面側のみに図８に詳細に示すような切欠きからなる４個の凹部４３（４３１〜４２２）を間隔Ｌ６で全長Ｌ５に等配した構成である。これらの凹部４３（４３１〜４３４）は一端面側から他端面側に向かって伸びる略長方形の切り欠きから構成され、４個の凹部４３１〜４３４は幅Ｗ５、深さＶ４で配置されている。全長Ｌ５、幅Ｗ５及び深さＶ４は前述した実施例１の対応する各寸法Ｌ１、Ｗ１、Ｖ１と、又間隔Ｌ６は前述の間隔Ｌ４とそれぞれ同一或は異なる寸法に設定される。
【００４３】
図８は前述したスペーサ４２の凹部４３を構成する切り欠き部の模式斜視図で前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。図８において、この凹部４３はスペーサ４２の一端面４２ａから他端面４２ｂへ向かって深さＶ４で伸びる略長方形の切り欠きで、この切り欠きの底面（先端）４２ｃは応力が集中しないように丸みを帯びている。なお、前述した図４及び図６の凹部の構成も図８と同様である。
【００４４】
この実施例４では、スペーサ４２の一端面側のみに凹部となる切欠きを配置したことにより、各凹部が非固定部を構成することになり、非固定部の存在により基板の反りの発生を防止でき、両基板間の間隔を所定値に確保できて所望の表示特性が得られる。特に両基板の内、反りや歪の発生し易い側の基板に前記凹部を対向配置することでより一層の効果を発揮できる。
【００４５】
又、熱膨張係数を厳密に設定する事無く、基板とスペーサとの材料選択の裕度を広げることができ、それぞれの目的に添った材料使用が可能となる。
【００４６】
更に、スペーサ自体が一体素材で構成されているため、その取り扱いが容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
【００４７】
更に又、スペーサ４２の一端面側のみに凹部が配置されたことから、スペーサの上下の方向性の確認が容易で、配置固定が能率的かつ高精度となる。
【００４８】
なお、図示しないがこのスペーサ４２を用いる際、他端面側に図５で示した非固定部２４の構成を組み合わせることも可能である。
【実施例５】
【００４９】
図９は本発明の表示装置に用いられるスペーサの更に他の実施例を示す模式平面図である。図９において、スペーサ５２は高さＨ５、全長Ｌ７の長方形の薄板からなり、一端面側に深さＶ５の円弧状の切り欠きからなる凹部５３を、他端面側に深さＶ６の同じく円弧状の切り欠きからなる凹部５４（５４１、５４２）をそれぞれ配置した構成である。
【００５０】
一端面側の凹部５３は全長Ｌ７の略中央に、又、他端面側の２個の凹部５４（５４１、５４２）は全長Ｌ７の略三等分の位置で前記凹部５３と重畳しない位置にそれぞれ配置した構成である。
【００５１】
この実施例５では、円弧状であるため切り欠きへの応力の集中が無く、スペーサの強度が保持され、スペーサの取り扱いが容易でスペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
【実施例６】
【００５２】
図１０は本発明の画像表示装置の更に他の実施例のスペーサ配置パターンの例を示す平面図で、前述した図と同一部分或いは同一機能を有する部分には同一記号を付してある。図１０において、この実施例では、板状のスペ−サ６２、７２は薄いアルミナ等のセラミックス板から構成され、前記両基板１、２に挟まれて形成された表示領域６内に、前記基板面にほぼ垂直で、スペーサ６２、７２の長さ方向を前記走査信号配線の延在方向（Ｘ方向）に一致させて複数枚を所定のピッチ間隔で整列して列とし、この列を前記延在方向に交差する他方向（Ｙ方向）に複数列所定のピッチ間隔で並設してあり、かつ隣接する列相互でスペーサ６２の長さ方向の中心位置が一方向（Ｘ方向）でずれ、配列パターンが千鳥状を呈する分散配置としている。
【００５３】
すなわち、この実施例では、厚さ：Ｔ６、長さ：Ｌ８からなるスペーサ６２と、このスペーサ６２と同一厚さ、同一高さで長さＬ９（Ｌ８＞Ｌ９）の短尺スペーサ７２の２種類のスペーサを用い、スペーサ６２をその長さ方向を前記走査信号配線の延在方向（Ｘ方向）に一致させて２枚をピッチ間隔Ｐｘ１で整列した２枚列６２１乃至６２４と、同一のピッチ間隔Ｐｘ１でスペーサ６２を１枚と短尺スペーサ７２の２枚を両端に整列した混合列７２１乃至７２３とを、前記延在方向に交差する他方向（Ｙ方向）に交互にピッチ間隔Ｐｙ１で並設配置した。
【００５４】
これら複数列のうち、２枚列６２１乃至６２４ではスペーサ６２の両端部にそれぞれ接着部材７３を配置し、中央部を非固定部７４とした構成とし、又混合列７２１乃至７２３では、スペーサ６２は中央部に接着部材７３を配置して両端部を非固定部７４とし、更に短尺スペーサ７２は全長に亘って接着部材７３を配置した構成となっている。
【００５５】
又、２枚列６２１〜６２４では、各列のスペーサ６２と支持体３との整列方向の間隔をＷｘ１、混合列７２１乃至７２４では最外側のスペーサ７２と支持体３との整列方向の間隔を同じくＷｘ１とそれぞれ設定し、更に最外側列６２１及び６２４と支持体３との配列方向の間隔をＷｙ１（Ｗｙ１≒Ｗｘ１）としている。
【００５６】
更に、２枚列６２１〜６２４と隣接する混合列７２１乃至７２３とは、スペーサ６２の長さ方向の中心が異なる配置となっており、スペーサ６２の配列パターンが千鳥状を呈する分散配置としている。
【００５７】
この配置数及び配置位置は、大気圧による応力が配置した各スペーサ６２、７２に対して略均等にかかり、基板の反りや損傷、更にはスペーサの座屈が生じ無いように分散配置し、各スペーサ６２、７２の上下端面を前述したように非固定部を除いて両基板１、２に接着部材７３を介して固着し、前記支持体３と協働して前記両基板１、２間の間隔を所定の寸法に保持している。
【００５８】
前記スペ−サ６２、７２と両基板１、２とを固定する接着部材７３は、粒径数μｍ〜数十μｍ、例えば３〜１０μｍ程度の導電性の銀粒子からなる導電性成分と、絶縁性を発現するガラス成分の低融点のフリットガラスを５０ｗｔ％混合した物質から構成され、前記スペ−サ６２、７２の上下端面と両基板１、２とを前述したように固定している。
【００５９】
前記低融点のフリットガラスとしては、例えば、ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3及びＰｂＯを主成分とする組成から構成されている。この接着部材７３は、ガラス成分を１０〜９０ｗｔ％の範囲で用いることが出来、これが１０ｗｔ％未満では接着強度不足が生じ、スペーサの脱落や傾きが発生して両基板１、２を平行に保持することが困難であると共に所望のパネル強度を確保できない問題が有る。更にはスペーサの折損、それに伴う電極の損傷等の欠陥発生の恐れが有る。
【００６０】
又、ガラス成分が１０ｗｔ％未満では、スペーサと基板とを接着する際の接着温度が導電性成分の溶融特性に基づいて設定されるため、電極、特に電子源の耐熱性が問題となり、高温接着では電極の損傷、低温接着では接着強度不足が発生する問題が有り、画像表示装置としては使用に問題がある。
【００６１】
一方、ガラス成分が９０ｗｔ％を超えると、接合部分の電気的抵抗値が高くなり、スペーサ近辺の電位が不安定となって近傍を通過する電子ビーム相互でビーム量に差が生じ、蛍光面上で明るさ、色調に変動が発生して表示品位が実用に則さない欠陥がある。従って、このガラス成分比は１０〜９０ｗｔ％で使用出来、この範囲外では使用が困難であり、実用的には前記ガラス成分比は２０〜８０ｗｔ％が望ましく、更には５０ｗｔ％程度が電気的及び機械的特性並びに作業性等から一層好ましいものである。
【００６２】
これを別の角度から更に詳細に説明すると、この種の画像表示装置におけるスペーサの必要接着強度は、組立て時の安全係数を考慮して設定するが、この安全係数はスペーサ重量の１００倍程度以上とすれば一応の接着力は得られることが経験的に知られている。例えばスペーサとして厚さ：０．１ｍｍ、長さ：８５ｍｍ、高さ：３ｍｍ、比重：４．１のものを用いると、この形状寸法のスペーサではこの必要接着強度は約１０ｇ程度以上となる。ガラス化成分比率が１０％では平均接着強度は約３０（ｇ／スペーサ）となり、３σ値は平均接着強度の１／３程度であるので、これらを考慮して前記ガラス化成分比率が約１０％以上であれば必要とする接着強度が得られ、組立て時のスペーサの脱落は回避可能である。従って、ガラス化成分比率は１０％以上必要である。
【００６３】
更にこの値が２０％を超えると、ガラス化成分比の増加と共に平均接着強度が大となり、５０％では約１３０（ｇ／スペーサ）、９０％では約３５０（ｇ／スペーサ）、１００％では特性が急激に変化して約５００（ｇ／スペーサ）となって強固に固定される。しかしながら、ガラス化成分比１００％では接着部材がガラス化成分のみで構成されるために、抵抗値が１０12Ω／ｃｍを超える値となり、高くなり過ぎてスペーサが帯電する問題があ
り、帯電により電子ビーム軌道を乱す恐れがあることと、基板とスペーサとが強固に固定されて過ぎて再生作業に支障を来す恐れがある。
【００６４】
従って、上述の固定材中のガラス成分比は９０％以下が望ましい。又、前記抵抗値は実用上は１０10Ω／ｃｍ以下であることが望ましく、このためには前記ガラス化成分は８０ｗ
ｔ％以下が望ましい。一方、前記ガラス化成分比が下がると、それに伴い抵抗値も低下する。しかし、両基板間の導通は回避しなければならず、このためには前記ガラス化成分比は１０ｗｔ％以上、望ましくは２０ｗｔ％以上が好ましい。
【００６５】
ここで、前記スペーサは、両基板サイズ、画素数、基板の撓み量、作業性等を考慮して素材、個別寸法、配置数及び配置パターン等が決定される。このため、例示したスペーサの各寸法の内、作業性の点からは長さを数倍から十数倍とする仕様も可能であるが、厚さ及び高さは画像表示装置の構成から推定しても数倍以内に設定される可能性が高く、従って前述のガラス化成分比は普遍性がある。  又、前記導電性成分としては、前述した銀の他に、例えばニッケル、金、白金等の群から選ばれた１種若しくはそれらを主成分とする合金が用いられ、これら金属の燒結体を形成する粒子状物質が望ましい。
【００６６】
特に銀とニッケルが安定供給及び廉価の点、更には作業性から好適である。更に、スペーサの配置間隔と基板の反りとの関係について説明すると、前記走査信号配線の延在方向（Ｘ方向）のスペーサのピッチ間隔（Ｐｘ１）と反り量を、又前記走査信号配線の延在方向に交差する他方向（Ｙ方向）のスペーサのピッチ間隔（Ｐｙ１）と反り量との関係を、スペーサとしてセラミックス板の厚さ：０．１ｍｍ、高さ：３ｍｍ、長さ：８５ｍｍ仕様のものを用い、又、両基板は厚さ：２．８ｍｍ、５インチサイズの高歪点ガラス板をそれぞれ用い、更に固定材はガラス化成分５０ｗｔ％の銀ペーストを用いて測定した結果ではスペーサのピッチ間隔Ｐｘ１が２０ｍｍでは中央部分のそり量は１０μｍ程度、これが５０ｍｍとなると４０μｍ程度まで大きくなる。
【００６７】
一般に、基板の反り量が大きくなると、表示の際に画面の映り込みが生じ表示品位が損なわれる問題が発生する。これを解決して表示品位を確保するためには前記基板の反り量は最大でも４０μｍ程度が限度となる。従って、前記ピッチ間隔Ｐｘ１は５０ｍｍ以下が望ましい。一方、基板端面の反り量は、前記ピッチ間隔Ｐｘ１の値に拘わらず、前記整列方向の間隔Ｗｘ１が６０ｍｍを超えると反り量が６０μｍを超えることとなり画面の映り込みが発生する。  従って、前記端面の整列方向の間隔Ｗｘ１をピッチ間隔Ｐｘ１と同様に５０ｍｍ以下に設定する必要がある。
【００６８】
次に、前述の並列方向（Ｙ方向）のスペーサのピッチ間隔Ｐｙ１と、最外列のスペーサ６４と支持体３との前記並列方向の間隔Ｗｙ１については、５５ｍｍ以下程度であればそり量も殆ど４０μｍ以下となり、映り込みの発生は略回避でき、更にこれが５０ｍｍ以下となれば一層確実に回避できる。  従って、前記ピッチ間隔Ｐｙ１と端面の並列方向の間隔Ｗｙ１を同様に５０ｍｍ以下に設定する必要がある。
【００６９】
この実施例６によれば、非固定部７４を長尺スペーサ６２にその配置位置に従って変化をもたせたことにより、基板の反りや歪の発生を抑制すると共に、スペーサ６２と、これと寸法の異なる短尺スペーサ７２との複数種のスペーサを組み合わせ配置したことで、基板全域が均等に保持され、大気圧による応力が配置した各長短尺スペーサ６２、７２に対して略均等にかかり、基板の反りや損傷、更にはスペーサの座屈も無く、両基板の平行度及びパネル強度が確保出来、信頼性の高い画像表示装置を提供できる。
【００７０】
更に、スペーサ６２、７２と支持体３との間隔Ｗｘ１、Ｗｙ１を、スペーサ相互間の間隔Ｐｘ１、Ｐｙ１と略同一としたことで、最外側のスペーサ６２、７２が支持体３と封着部材５との固着の影響を受け難くなり、表示領域６全域で略均等に保持できる。  又、スペーサの整列方向と走査信号配線の延在方向を一致させたことで走査信号配線相互間の耐電圧特性の向上を図ることが出来る。
【実施例７】
【００７１】
図１１は本発明の画像表示装置の製造工程でのスペーサ組立体と基板との固着方法の一例を説明する模式図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の要部平面図で、前述した図と同一部分或いは同一機能を有する部分には同一記号を付してある。図１１において、例えば前述の図３に示すような内面に走査信号配線９、画像信号配線８及び電子源１０等を備えた背面基板１の外面側を均熱台７７上に位置決め固定する。
【００７２】
次に、背面基板１の前記走査信号配線９面上に、例えば前述したガラス化成分を含む銀ペースト等の導電性を備えた接着部材１３を介してスペーサ１２を載置する。この時の接着部材１３の厚さはスペーサ１２の寸法にもよるが15μｍ以上程度、望ましくは２０〜４０μｍ程度であり、又幅は前記走査信号配線９より狭く設定される。
【００７３】
この載置には、後述するスペーサ取り付け板７８及び複数の板バネ７９等を利用いる。
先ず、スペーサ取り付け板７８は、スペーサ１２と略同形状の貫通孔７８１と、この貫通孔７８１に連通して設けられた前記板バネ７９を収納するバネ収納部７８２及び前記貫通孔７８１に連通して設けられこの貫通孔７８１より幅広ののぞき孔７８３を備えている。
これらの治具を用い、スペーサ１２を凹部１２１を持たない他端面側が前記走査信号配線９に当接するようにスペーサ取り付け板７８の貫通孔７８１に植立させ、のぞき孔７８３を利用して位置合わせの後、バネ収納部７８２に配置された板バネ７９で前記スペーサ１２をその板面に垂直に押圧して位置決めする。
【００７４】
その後、スペーサ取り付け板７８の上側から加重を掛け、加熱しながら、例えば前述の銀ペーストの導電部材ならば４５０℃程度の温度で加熱しながら、スペーサ１２を背面基板１に溶着固定する。溶着固定後板バネ７９の押圧を解除し、スペーサ１２を固定した背面基板１と前記治具とを分離する。
【００７５】
ここで、前記スペーサ取り付け板等のスペーサ固定用の治具は、基板等と熱膨張係数が略一致するか或いは近似する材料で構成するのが溶着固定時の変位の抑制及び固定後の治具の取り外し易さ等の点を含めて望ましい。
【００７６】
この実施例７によれば、固着時に治具と背面基板とが相互位置を一定に保持できるので、固着後に背面基板に歪みが発生することがない。又、固着後の治具の取り外しが容易で、取り外し時にスペーサを損傷させることもない。更に、スペーサの位置決めが容易で、スペーサを能率的かつ高精度に配置固定できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の画像表示装置の一実施例を説明するための概略構成を示し、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向から見た側面図である。
【図２】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３】図２のＢ−Ｂ線に沿った背面基板の模式断面図とその背面基板と対応する部分の前面基  板の模式断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。
【図５】本発明の画像表示装置の他の実施例を示す図４に対応する模式断面図である。
【図６】本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの他の例を示す模式斜視図である。
【図７】本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの更に他の例を示す模式斜視図である。
【図８】本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの凹部の一例の模式斜視図である。
【図９】本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの更に他の例を示す模式斜視図である。
【図１０】本発明の画像表示装置に用いられるスペーサの配置パターンの例を示す模式  平面図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の製造工程のスペーサと基板との固着方法の一例を説明する模式図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の要部平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
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  画像信号配線、
９  走査信号配線、
１０  電子源、
１１  接続電極、
１２，２２，３２，４２，５２、６２、７２  間隔保持部材、
１３、２３、７３  接着部材、
1５  蛍光体層、
1６  ＢＭ膜
１７  陽極。
【図１】
2006120534.tif 000003
【図２】
2006120534.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006120534.tif 000006
【図５】
2006120534.tif 000007
【図６】
2006120534.tif 000008
【図７】
2006120534.tif 000009
【図８】
2006120534.tif 000010
【図９】
2006120534.tif 000011
【図１０】
2006120534.tif 000012
【図１１】
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