(57)【要約】【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】  蛍光面が形成された第１基板１０と、複数の電子放出源１８が設けられた第２基板１２との間に、複数のスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられている。各スペーサ構体は、第１および第２基板に対向しているとともに、それぞれ電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔２６を有した支持基板２４と、支持基板の表面上に立設された複数のスペーサ３０ａ、３０ｂと、を有している。支持基板は、第１および第２基板の有効表示領域の外側で、支持部を介して第１基板および第２基板のいずれか一方に固定されている。【選択図】      図２
2006024387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光面が形成された第１基板と、
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を備え、
前記各スペーサ構体は、前記第１および第２基板に対向しているとともに、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た板状の支持基板と、前記支持基板の表面上に立設された複数のスペーサと、前記支持基板に設けられ、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側で、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に固定された支持部と、を有している画像表示装置。
【請求項２】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側と対向した端部を有し、前記支持部は、前記支持基板の端部に立設されているとともに前記第１および第２基板の有効表示領域の外側で、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に固定された支持スペーサを含んでいる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側と対向した複数の端部を有し、前記支持部は、前記支持基板の各端部に立設されているとともに前記第１および第２基板の有効表示領域の外側で、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に固定された支持スペーサを含んでいる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記支持スペーサは、上記端部に沿って並んで設けられた複数の柱状のスペーサを含んでいる請求項２又は３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記支持スペーサは、上記端部に沿って延びた板状のスペーサを含んでいる請求項２又は３に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側と対向した端部を有し、前記支持基板の端部は、前記第１および第２基板のいずれか一方側に折り曲げられ前記支持部を構成した曲げ部を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側とそれぞれ対向した複数の端部を有し、前記支持基板の各端部は、前記第１および第２基板のいずれか一方側に折り曲げられ前記支持部を構成した曲げ部を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１基板に対向した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面と、を有し、前記スペーサは、前記第１表面上に立設された複数の第１スペーサと、前記第２表面上に立設された複数の第２スペーサと、を含んでいる請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記各スペーサ構体の支持基板は、前記第１基板に当接した第１表面と、前記第２基板と隙間を置いて対向した第２表面と、を有し、前記スペーサは、前記第２表面上に立設されているとともに前記第２基板に当接した先端部を有している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記複数のスペーサ構体の支持基板は、互いに隙間を置いて平行に並んでいる請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第１および第２基板は長辺および短辺を有した矩形状に形成され、前記複数のスペーサ構体は、前記第１および第２基板の短辺と平行な方向に並んで設けられている請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記第１および第２基板は長辺および短辺を有した矩形状に形成され、前記複数のスペーサ構体は、前記第１および第２基板の長辺と平行な方向に並んで設けられている請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記第１および第２基板は長辺および短辺を有した矩形状に形成され、前記複数のスペーサ構体は、前記第１および第２基板の長辺と平行な方向および短辺と平行な方向に並んで設けられている請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記各支持基板の少なくとも周縁部は、二次電子放出係数が０．４〜２．０の材料を含有したコート層により被覆されている請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記支持基板はその表面を覆った絶縁層を有し、前記コート層は前記絶縁層に重ねて形成されている請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記スペーサは、柱状のスペーサである請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００２−０８２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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劣化する。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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基板と、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を備え、前記各スペーサ構体は、前記第１および第２基板に対向しているとともに、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た板状の支持基板と、前記支持基板の表面上に立設された複数のスペーサと、前記第１および第２基板の有効表示領域の外側で、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に固定された支持部と、を有している。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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のＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１ないし図５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。第１基板１０および第２基板１２の長辺と平行な方向を第１方向Ｘ、短辺と平行な方向を第２方向Ｙとした場合、第１および第２基板の有効表示領域Ｅは、第１方向Ｘが８００ｍｍ、第２方向Ｙが５００ｍｍの矩形状に形成されている。
【００１１】
有効表示領域Ｅ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、ドット状あるいは矩形状に形成されている。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およびゲッタ膜１９が順に形成されている。
【００１２】
有効表示領域Ｅ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、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。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。
【００１３】
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２０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。
【００１４】
図２ないし図６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。スペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、同一構造を有し、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、支持基板の両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、で構成されている。４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、第２方向Ｙに隙間を置いて並んで設けられ、有効表示領域Ｅ全体を覆って配置されている。
【００１５】
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、第１方向Ｘの長さが８１０ｍｍ、第２方向Ｙの長さが１２０ｍｍの細長い矩形状に形成されている。なお、有効表示領域Ｅの寸法は、例えば、Ｘ：Ｙ＝８００ｍｍ：４８０ｍｍに形成され、支持基板２４の第１方向Ｘの長さは有効表示領域よりも１０ｍｍ長く形成されている。
【００１６】
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は、ほぼ全体が有効表示領域Ｅと対向しているとともに、その長手方向両端部２５はそれぞれ有効表示領域Ｅの外側と対向している。両端部２５を除いて、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。
【００１７】
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、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４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により被覆されている。更に、支持基板２４の表面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。
【００１８】
コート層２８は、二次電子放出係数が０．４〜２．０と低い材料、例えば、酸化クロムを含有している。このような低二次電子放出係数の材料は種々見出されているが、一般に自由電子を有する良導体に多く存在する。しかし、後述するように、ＳＥＤでは第１基板および第２基板間に１０ｋＶ程度の比較的高電圧が印加されるため、コート層として絶縁材料もしくは半導体などの比較的高抵抗材料を選択する必要がある。酸化クロムの体積抵抗値はおよそ１０５Ωcmと比較的高抵抗であり、かつ低二次電子放出係数の材料である。そして、スペーサ構体２２を構成している支持基板２４において、表面抵抗は１０７Ωcm以上であることが望ましい。本実施形態では、ガラスペーストと酸化クロムの粉末とを混合した複合材料によってコート層２８を形成することで、支持基板２４の表面抵抗値をマクロ的に上げ放電抑制効果を得ている。
【００１９】
図２ないし図６に示すように、支持基板２４の第１表面２４ａ上において、有効表示領域Ｅと対向する領域には、複数の柱状の第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３０は第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにそれぞれ所定のピッチで配列されている。第１スペーサ３０ａの先端は、ゲッタ膜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。
【００２０】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅと対向する領域には、複数の柱状の第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１スペーサ３０は第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにそれぞれ所定のピッチで配列されている。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。
【００２１】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅの外側と対向する両端部２５には、それぞれ複数、例えば、３本の柱状の支持スペーサ３０ｃが一体的に立設され、第２方向Ｙに隙間を置いて並んでいる。各支持スペーサ３０ｃの先端は、有効表示領域Ｅの外側で第２基板１２の内面上に固定されている。ここでは、支持スペーサ３０ｃの先端は、セラミック等の無機系接着剤により第２基板１２に接着されている。そして、支持スペーサ３０ｃは、支持基板２４を支持した支持部を構成している。
【００２２】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ、および支持スペーサ３０ｃ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。また、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ、および支持スペーサ３０ｃの各々は、例えば、ほぼ楕円状の横断面形状を有している。
【００２３】
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２基板１２の第１方向Ｘと平行に延びた状態で、かつ、第２方向Ｙに隙間を置いて配列されている。また、４つの支持基板２４は互いに平行に、かつ、第１基板１０および第２基板１２と平行に配設されている。各支持基板２４の第１方向Ｘ両端部は、支持スペーサ３０ｃを介して第２基板１２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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。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上型および下型を用意する。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０．１２ｍｍ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、ガラスペーストに約３０重量％の酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３−α：α＝−０．５〜０．５）を混入した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。これにより、支持基板２４を得る。酸化クロム原料は、粒径０．１〜１０μｍ、純度９８〜９９．９％のものが望ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
成形型としての上型および下型は、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レフタレート等により平坦な板状に形成する。上型は、支持基板２４に当接される平坦な当接面と、第１スペーサ３０ａ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。同様に、下型は、平坦な当接面と、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔、および支持スペーサ３０ｃを形成するための複数の底有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下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。
【００２８】
続いて、上型のスペーサ形成孔および下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、絶縁材料を用い、ここでは、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。
【００２９】
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、上型を位置決めし当接面を支持基板２４の第１表面２４ａに密着させる。同様に、下型を、各スペーサ形成孔が電子ビーム通過孔２６間と対向するように位置決めし、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。これにより、支持基板２４、上型および下型からなる組立体を構成する。組立体において、上型のスペーサ形成孔と下型のスペーサ形成孔とは、支持基板２４を挟んで対向して配列されている。
【００３０】
次いで、上型および下型の外側に配置された紫外線ランプから上型および下型に向けて紫外線（ＵＶ）を照射する。上型および下型はそれぞれ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、上型および下型を透過し、充填されたスペーサ形成材料に照射される。これにより、組立体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。
【００３１】
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、上型および下型を支持基板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上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ、並びに支持スペーサ３０ｃ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。
【００３２】
一方、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、支持スペーサ３０ｃを接着剤により第２基板に固定する。この状態で、第１基板１０、第２基板１２、およびスペーサ構体２２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して第１基板を第２基板に接合する。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。
【００３３】
以上のように構成されたＳＥＤによれば、表示領域に対して４つに分割され、それぞれ８１０ｍｍ×１２０ｍｍの横長帯状に形成されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを縦方向、つまり、第２方向Ｙに配列して設けられている。そのため、第１および第２基板に対し、各スペーサ構体を独立して位置合わせすることができ、表示領域全体を覆う単一のスペーサ構体を用いた場合に比較して、スペーサ構体の位置合わせ精度を向上することができる。特に、本実施形態では、各スペーサ構体において、長さの短い第２方向Ｙの位置合わせ精度を大幅に向上することが可能となる。また、スペーサ構体を支持するとともに所定位置に仮止めする支持スペーサ３０ｃは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂと同一の工程により容易に形成することができる。
【００３４】
同時に、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、各スペーサの加工精度自体を上げることができる。更に、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。これにより、大型で高精細化なＳＥＤを得ることができる。
【００３５】
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、二次電子放出係数が０．４〜２．０の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。
【００３６】
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、スペーサ構体の分割方向は、第２方向Ｙに限らず第１方向Ｘ、あるいは、第１および第２方向に分割した構成としてもよい。
【００３７】
図７に示す第２の実施形態に係るＳＥＤによれば、５つに分割されたスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが設けられている。各スペーサ構体の支持基板２４は、第２方向Ｙに細長い帯状に形成され、例えば、第１方向Ｘが２００ｍｍ、第２方向Ｙが４９０ｍｍに形成され、第２方向について有効表示領域よりも１０ｍｍ長く形成されている。支持基板２４は、ほぼ全体が有効表示領域Ｅと対向しているとともに、その長手方向両端部２５はそれぞれ有効表示領域Ｅの外側と対向している。両端部２５を除いて、支持基板２４には多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。有効表示領域と対向する領域において、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、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ている。
【００３８】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅの外側と対向する両端部２５には、それぞれ複数、例えば、２本の柱状の支持スペーサ３０ｃが一体的に立設され、第１方向Ｘに隙間を置いて並んでいる。各支持スペーサ３０ｃの先端は、有効表示領域Ｅの外側で第２基板１２の内面上に固定されている。ここでは、支持スペーサ３０ｃの先端は、セラミック等の無機系接着剤により第２基板１２に接着されている。支持スペーサ３０ｃは、支持基板２４を支持した支持部を構成している。
【００３９】
５つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅは、それぞれ支持基板２４の長辺が第２基板１２の第２方向Ｙと平行に延びた状態で、かつ、第１方向Ｘに隙間を置いて配列されている。また、５つの支持基板２４は互いに平行に、かつ、第１基板１０および第２基板と平行に配設されている。各支持基板２４の第２方向Ｙ両端部は、支持スペーサ３０ｃを介して第２基板１２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。
【００４０】
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。
【００４１】
図８に示す第３の実施形態に係るＳＥＤによれば、有効表示領域Ｅは第１方向Ｘが１２００ｍｍ、第２方向Ｙが７５０ｍｍに形成された。そして、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに分割された４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが設けられている。各スペーサ構体の支持基板２４は、第２基板１２とほぼ相似の矩形状に形成され、例えば、第１方向Ｘが約６００ｍｍ、第２方向Ｙが約３７５ｍｍに形成されている。支持基板２４には多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。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、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ている。
【００４２】
４つのスペーサ構体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、それぞれ支持基板２４の長辺および短辺が第２基板１２の第１方向Ｘおよび第２方向Ｙとそれぞれ平行に延びた状態で、かつ、第１方向および第２方向に隙間を置いて、２行、２列に配列されている。また、４つの支持基板２４は互いに平行に、かつ、第１基板１０および第２基板と平行に配設されている。
【００４３】
各支持基板２４の内、第２基板１２の周縁部側に位置した２辺部は、有効表示領域Ｅの外側と対向した端部２５を形成し、他の領域は有効表示領域と対向している。第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、有効表示領域と対向した領域に立設されている。支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅの外側と対向する２つの端部２５には、それぞれ複数の柱状の支持スペーサ３０ｃが一体的に立設され、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに隙間を置いて並んでいる。各支持スペーサ３０ｃの先端は、無機系接着剤により、有効表示領域Ｅの外側で第２基板１２の内面上に固定されている。支持スペーサ３０ｃは、支持基板２４を支持した支持部を構成している。
【００４４】
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。
【００４５】
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。  
なお、第１ないし第３の実施形態において、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いもよい。
【００４６】
前述した実施形態において、スペーサ構体の支持スペーサ３０ｃは、それぞれ柱状のスペーサを用いたが、図９に示すように、板状の支持スペーサ３０ｃを用いてもよい。この場合、支持スペーサ３０ｃは、支持基板２４の端縁に沿って設けられている。
【００４７】
この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤによれば、図１０および図１１に示すように、各スペーサ構体の支持部は、支持基板２４の一部を折り曲げた曲げ部３１により構成されている。すなわち、支持基板２４の長手方向両端部２５は、有効表示領域の外側に位置しているとともに、一方の基板側、ここでは、第１基板１０側にほぼ直角に折り曲げられ、曲げ部３１を形成している。各曲げ部３１の先端は、例えば溶接により、有効表示領域の外側で第１基板１０に固定されている。
【００４８】
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。
【００４９】
前述した実施形態において、各スペーサ構体は、第１および第２スペーサおよび支持基板を一体的に備えた構成としたが、第２スペーサ３０ｂは第２基板１２上に形成する構成としてもよい。また、各スペーサ構体は、支持基板および第２スペーサのみを備え、支持基板が第１基板に接触した構成としてもよい。
【００５０】
図１２および図１３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、支持基板の一方の表面のみ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。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は、ほぼ全体が有効表示領域Ｅと対向しているとともに、その長手方向両端部２５はそれぞれ有効表示領域Ｅの外側と対向している。両端部２５を除いて、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、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。
【００５１】
支持基板２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、各電子ビーム通過孔２６の内壁面は、絶縁層として、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、更に、絶縁層に重ねてコート層２８が形成されている。そして、支持基板２４は、その第１表面２４ａが、ゲッタ膜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。
【００５２】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅと対向する領域には、複数の柱状のスペーサ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、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。
【００５３】
支持基板２４の第２表面２４ｂ上において、有効表示領域Ｅの外側と対向する両端部２５には、それぞれ複数、例えば、３本の柱状の支持スペーサ３０ｃが一体的に立設され、第２方向Ｙに隙間を置いて並んでいる。各支持スペーサ３０ｃの先端は、無機系接着剤により、有効表示領域Ｅの外側で第２基板１２の内面上に固定されている。支持スペーサ３０ｃは、支持基板２４を支持した支持部を構成している。
【００５４】
スペーサ３０および支持スペーサ３０ｃ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。また、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ、および支持スペーサ３０ｃの各々は、例えば、ほぼ楕円状の横断面形状を有している。
【００５５】
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、例えば、第２方向Ｙに隙間を置いて配列され、表示領域全体を覆っている。各スペーサ構体は支持スペーサ３０ｃを介して第２基板１２に固定されている。また、各スペーサ構体は、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。
【００５６】
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は省略する。第５の実施形態に係るＳＥＤおよびそのスペーサ構体は前述した実施形態に係る製造方法と同様の製造方法によって製造することができる。そして、第５の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
なお、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。
【００５８】
スペーサの径や高さ、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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの斜視図。
【図３】前記ＳＥＤの複数のスペーサ構体および第２基板を示す斜視図。
【図４】前記ＳＥＤを複数のスペーサ構体および第２基板を示す平面図。
【図５】図１の線Ｂ−Ｂに沿った前記ＳＥＤの断面図。
【図６】図１の線Ｃ−Ｃに沿った前記ＳＥＤの断面図。
【図７】この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤの第２基板および複数のスペーサ構体を示す斜視図。
【図８】この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤの第２基板および複数のスペーサ構体を示す斜視図。
【図９】スペーサ構体の変形例を示す斜視図。
【図１０】この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を斜視図。
【図１１】前記第４の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。
【図１２】前記第５の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。
【図１３】前記第５の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
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…スペーサ構体、
２４…支持基板、  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、  ３０ｃ…支持スペーサ、
３１…曲げ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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