(57)【要約】それぞれ画素に対応する複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板との間に複数の独立したスペーサが設けられている。各スペーサ（３０ａ）、（３０ｂ）は、その中心（ＳＣ）が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている。
2003102999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ画素に対応する複数の蛍光体層を有した画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、
上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項２】
上記画像表示面は色の異なる蛍光体層を含み、これらの蛍光体層は、第１方向に各色が交互に配列され、第１方向と直交する第２方向に同一色が配列され、
上記各スペーサは、その中心が、上記第１方向に隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通る中心線、および上記隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記第２方向に延びた２本の直線からずれて位置するように設けられている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記各スペーサは、その中心が、上記第１方向に隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記第２方向に延びた２本の直線間のほぼ中間に位置するように設けられている請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記第１方向に隣り合う蛍光体層の一方が赤色発光蛍光体層、他方が緑色発光蛍光体層であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記スペーサは、ほぼ円柱状を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
それぞれ画素に対応する複数の蛍光体層を有した画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、
上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通る中心線、および上記隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記中心線とそれぞれ直交する２本の直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項７】
複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
それぞれ１画素に対応して上記第２基板に設けられ、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源と、
上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの電子源の中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項８】
複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
それぞれ１画素に対応して上記第２基板に設けられ、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源と、
上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの電子源の中心を通る中心線、および上記隣合う２つの電子源の中心を通り上記中心線とそれぞれ直交する２本の直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項９】
それぞれ画素に対応した複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、
上記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の開孔を有し、上記第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、
上記第１および第２基板の間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、上記グリッドの互いに隣合う２つの開孔の中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項１０】
上記画像表示面は色の異なる蛍光体層を含み、これらの蛍光体層は、第１方向には各色が交互に配列され、第１方向と直交する第２方向には同一色が配列され、
上記各スペーサは、その中心が、上記第１方向に隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通る中心線、および上記隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記第２方向に延びた２本の直線からずれて位置するように設けられている請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記各スペーサは、その中心が、上記第１方向に隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記第２方向に延びた２本の直線間のほぼ中間に位置するように設けら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。
【請求項１２】
上記第１方向に隣り合う蛍光体層の一方が赤色発光蛍光体層、他方が緑色発光蛍光体層であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記グリッドは、上記第１基板に対向した第１表面および上記第２基板に対向した第２表面を有し、
上記スペーサは、上記グリッドの第１表面上に立設され上記第１基板に当接した複数の柱状の第１スペーサと、上記グリッドの第２表面上に立設され上記第２基板に当接した複数の柱状の第２スペーサと、を備えている請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
上記各第１スペーサは、上記第２スペーサと同軸的に設けられている請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
上記第１および第２スペーサは、上記グリッドに設けられたスペーサ開孔を介して互いに連結されている請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
それぞれ画素に対応した複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、
上記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の開孔を有し、上記第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、
上記第１および第２基板の間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通る中心線、および上記隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通り上記中心線とそれぞれ直交する２本の直線からずれて位置するように設けられている画像表示装置。
【請求項１７】
複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、
上記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
それぞれ１画素に対応して上記第２基板に設けられ、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源と、
上記電子源にそれぞれ対応した複数の開孔を有し、上記第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、
上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、
各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの電子源の中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられていることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、対向配置された基板と、一方の基板の内面に配設された複数の電子源と、を有した画像表示装置に関する。
背景技術
近年、高品位放送用あるいはこれに伴う高解像度の画像表示装置が望まれており、そのスクリーン表示性能については一段と厳しい性能が要望されている。これら要望を達成するためにはスクリーン面の平坦化、高解像度化が必須であり、同時に軽量、薄型化も図らねばならない。
上記のような要望を満たす画像表示装置として、例えば、フィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと称する）等の平面型表示装置が注目されている。このＦＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置された第１基板および第２基板を有している。これらの基板は、その周縁部同士が直接あるいは矩形枠状の側壁を介して互いに接合され、真空外囲器を構成している。第１基板の内面には蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体層を励起して発光させる電子源として複数の電子放出素子が設けられている。
第１および第２基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これら基板の間には支持部材として複数のスペーサが配設されている。このＦＥＤ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。これにより、蛍光体が発光して画像を表示する。
このようなＦＥＤでは、電子放出素子の大きさがマイクロメートルオーダーであり、第１基板と第２基板との間隔をミリメートルオーダーに設定することができる。このため、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）などと比較して、画像表示装置の高解像度化、軽量化、薄型化を達成することが可能となる。
上述のような画像表示装置において、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以上に設定することが望ましい。しかし、第１および第２基板の隙間は、解像度や支持部材の特性、製造性などの観点からあまり大きくすることはできず、１〜２ｍｍ程度に設定する必要がある。また、高い加速電圧を持った電子が蛍光面に衝突した際、蛍光面で２次電子および反射電子が発生する。
第１基板と第２基板との間の空間が狭い場合、蛍光面で発生した２次電子および反射電子が、基板間に配設されたスペーサに衝突し、その結果、スペーサが帯電する。ＦＥＤにおける加速電圧では、一般にスペーサは正に帯電する。この場合、電子放出素子から放出された電子ビームはスペーサに引き付けられ、本来の軌道からずれてしまう。その結果、蛍光体層に対して電子ビームのミスランディングが発生し、表示画像の色純度が劣化するという問題がある。
発明の開示
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、電子ビームの軌道ずれを低減し、画像品位の向上した画像表示装置を提供することにある。
上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、それぞれ画素に対応した複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている。
この発明の他の態様に係る画像表示装置は、複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、それぞれ１画素に対応して上記第２基板に設けられ、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源と、上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの電子源の中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている。
更に、この発明の他の態様に係る画像表示装置は、それぞれ画素に対応した複数の蛍光体層を有する画像表示面が設けられた第１基板と、上記第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、上記蛍光体層をそれぞれ励起する複数の電子源が設けられた第２基板と、上記蛍光体層のそれぞれ対応した複数の開孔を有し、上記第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、上記第１基板および第２基板間に配設され、第１および第２基板間の間隔を保持した複数の独立したスペーサと、を備え、各スペーサは、その中心が、上記グリッドの互いに隣合う２つの開孔の中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている。
上記のように構成された画像表示装置によれば、各スペーサは、その中心が、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を結ぶ直線からずれて位置するように設けられている。そのため、スペーサから電子ビームに作用する引き付け力が軽減する。従って、スペーサからの引き付け力に起因する電子ビームの移動量を低減し、蛍光体層の多色打ちを低減することができる。その結果、色純度の劣化を軽減し画像品位の向上した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
以下図面を参照しながら、この発明を、平面型の画像表示装置として表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）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３に示すように、このＳＥＤは、透明な絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる第１基板１２および第２基板１０を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。第２基板１０は、第１基板１２よりも僅かに大きな寸法に形成されている。第２基板１０および第１基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、偏平な矩形状の真空外囲器１５を構成している。真空外囲器１５の内部は、１０−４Ｐａ程度の高真空に維持されている。
第１基板１２の内面には、画像表示面を構成する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、電子の衝突で赤、青、緑に発光する赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および黒色遮光層１１を並べて構成されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはストライプ状あるいはドット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が形成されている。なお、第１基板１２と蛍光体スクリーンとの間に、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明導電膜あるいはカラーフィルタ膜を設けてもよい。
第２基板１０の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起する電子源として、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１０上には、電子放出素子１８に電圧を印加するための図示しない多数本の配線がマトリック状に設けられている。
なお、本発明では、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの各々が１画素に対応し、同様に、電子放出素子１８の各々が１画素に対応しているものとする。
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２０により、第２基板１０の周縁部および第１基板１２の周縁部に封着され、第１基板および第２基板同志を接合している。
図２および図３に示すように、ＳＥＤは、第２基板１０および第１基板１２の間に配設されたスペーサアッセンブリ２２を備えている。本実施の形態において、スペーサアッセンブリ２２は、板状のグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えている。
詳細に述べると、グリッド２４は第１基板１２の内面に対向した第１表面２４ａおよび第２基板１０の内面に対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６および複数のスペーサ開孔２８が形成されている。この発明における開孔として機能する電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８および蛍光体層に対向して配列されている。スペーサ開孔２８は、それぞれ電子ビーム通過孔間に位置し所定のピッチで配列されている。
グリッド２４は、例えば、鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．２ｍｍに形成されている。グリッド２４の表面には、このグリッドを酸化処理することにより、グリッドを構成する金属板の元素からなる黒化膜、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ３Ｏ４からなる黒化膜が形成されている。更に、グリッド２４の表面には、ガラス、セラミックからなる高抵抗物質を塗布、焼成した高抵抗膜が形成されている。高抵抗膜の抵抗は、Ｅ＋８Ω／□以上に設定されている。
電子ビーム通過孔２６は、例えば、０．１５〜０．２５ｍｍ×０．１５〜０．２５ｍｍの矩形状に形成され、スペーサ開孔２８は、例えば径が約０．２〜０．５ｍｍに形成されている。上述した高抵抗膜は、グリッド２４に設けられた電子ビーム通過孔２６の壁面にも形成されている。
グリッド２４の第１表面２４ａ上には、各スペーサ開孔２８に重ねて第１スペーサ３０ａが一体的に立設されている。第１スペーサ３０ａの延出端は、メタルバック１７および蛍光体スクリーン１６の黒色遮光層１１を介して第１基板１２の内面に当接している。グリッド２４の第２表面２４ｂ上には、各スペーサ開孔２８に重ねて第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、その延出端は、第２基板１０の内面に当接している。各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに同軸的に位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を両面側から挟み込んだ状態でグリッド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、グリッド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。例えば、各第１スペーサ３０ａはグリッド２４側に位置した基端の径が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．３ｍｍ、高さが約０．４ｍｍに形成されている。各第２スペーサ３０ｂはグリッド２４側に位置した基端の径が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．２５ｍｍ、高さが約１．０ｍｍに形成されている。このように、第２スペーサ３０ｂの高さは、第１スペーサ３０ａの高さよりも高く形成され、第１スペーサの高さに対し約４／３倍以上、望ましくは２倍以上に設定されている。
図２および図３に示すように、スペーサアッセンブリ２２は第１基板１２および第２基板１０間に配設されている。第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、第１基板１２および第２基板１０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。
ＳＥＤは、グリッド２４および第１基板１２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、グリッド２４およびメタルバック１７にそれぞれ接続され、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧を印加する。
上記構成のＳＥＤによれば、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Ｂ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、蛍光体層、電子放出素子、およびスペーサとの配置関係について詳細に説明する。
図２ないし図４に示すように、第２基板１０および第１基板１２の長手方向をＸ方向（第１方向）、幅方向をＹ方向（第２方向）とした場合、第２基板１０上の電子放出素子１８は、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ所定のピッチで配列されている。グリッド２４に設けられた電子ビーム通過孔２６も、Ｘ方向およびＹ方向に電子放出素子１８と同一のピッチで配列され、それぞれ電子放出素子１８と対向している。
図４および図５に示すように、第１基板１２に設けられた蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれグリッド２４の電子ビーム通過孔２６に対応したほぼ矩形状に形成されている。赤、緑、青の３色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、Ｘ方向に沿って所定のピッチで交互に配列されている。ここでは、赤の蛍光体層Ｒと緑の蛍光体層Ｇとが隣合うように配列されている。Ｙ方向については、同一色の蛍光体層が所定のピッチで配列されている。そして、これらの蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ蛍光体画素を形成している。黒色遮光層１１は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ間の隙間を埋めるように形成されている。
電子放出素子１８は、Ｘ方向およびＹ方向について、前述した蛍光体層とほぼ同一のピッチで配列され、それぞれグリッド２４の電子ビーム通過孔２６を通して対応する蛍光体層と対向している。
これに対して、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、Ｙ方向およびＸ方向について、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂのピッチよりも複数倍大きなピッチで配列されている。第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、蛍光体スクリーン１６のほぼ全域に渡り離散して配列されている。各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、Ｙ方向に隣り合う蛍光体層間で黒色遮光層１１と対向する位置に設けられている。
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を結ぶ直線からずれて位置するように配設されている。ここで、画素中心を結ぶ直線とは、その両端が蛍光体層の画素中心に位置している直線を示している。
本実施例において、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの画素中心ＲＣ、ＧＣ、ＢＣを通りＹ方向と平行に延びた直線ＲＬ、ＧＬ、ＢＬと重ならず、これらの直線ＲＬ、ＧＬ、ＢＬからＸ方向にずれて位置するように設けられている。
言い換えると、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、互いに隣合う２つの蛍光体層の画素中心を通る中心線をＣＬとした場合、これらの２つの蛍光体層の画素中心を通り中心線ＣＬとそれぞれ直交する２本の直線と、スペーサの中心ＳＣとが重ならない位置、つまり、中心ＳＣがこれら２本の直線からずれて位置するように設けられている。
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、Ｘ方向に隣合う２つの蛍光体層Ｒ、Ｇの画素中心ＲＣ、ＧＣを通る直線ＲＬ、ＧＬ間のほぼ中間に位置するように配置されている。
前述したように、蛍光体スクリーン１６の各蛍光体層、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６、および電子放出素子１８は、互いに対向して配置され、互い等しい配列パターンを有している。従って、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６および電子放出素子１８に対しても、上述した蛍光体層に対する位置関係と同様の位置関係に配列されている。
すなわち、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、隣合う２つの電子放出素子１８の中心を結ぶ直線からずれて位置するように、また、その中心ＳＣが、グリッド２４の互いに隣合う２つの電子ビーム通過孔の中心を結ぶ直線からずれて位置するように配置されている。本実施例では、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、隣合う２つの電子放出素子１８の中心を通る中心線、およびこの中心軸とそれぞれ直交しているとともにこれら２つの電子放出素子の中心を通る２本の直線と重ならないように、に配置されている。
上記構成のスペーサアッセンブリ２２を製造する場合、まず、所定寸法のグリッド２４、グリッドとほぼ同一の寸法を有した図示しない矩形板状の第１および第２金型を用意する。グリッド２４には予めエッチングにより電子ビーム通過孔２６、およびスペーサ開孔２８を形成し、その後、グリッド全体を酸化処理により酸化させ、電子ビーム通過孔２６およびスペーサ開孔２８の内面を含めグリッド表面に絶縁膜を形成する。更に、絶縁膜の上に、酸化錫および酸化アンチモンの微粒子を分散させた液をスプレー被覆し、乾燥、焼成して高抵抗膜を形成する。
第１および第２金型は、それぞれグリッド２４のスペーサ開孔２８に対応した複数の透孔が形成されている。ここで、第１金型は、複数枚、例えば、３枚の金属薄板を積層して形成されている。各金属薄板は厚さ０．２５〜０．３ｍｍの鉄系金属板で構成されているとともに、それぞれテーパ状の複数の透孔が形成されている。そして、金属薄板の各々に形成された透孔は、他の金属薄板に形成された透孔と異なる径を有している。これら３枚の金属薄板は、透孔がほぼ同軸的に整列した状態で、かつ、径の大きな透孔から順に並んだ状態で積層され、真空中又は還元性雰囲気中で互いに拡散接合されている。これにより、全体として厚さ１．２５〜１．５ｍｍの第１金型３２が形成され、各透孔は、３つの透孔を合わせることにより規定され、段付きテーパ状の内周面を有している。
第２金型も第１金型と同様に、例えば、２枚の金属薄板を積層して構成され、第２金型に形成された各透孔は２つのテーパ状透孔によって規定され、段付きテーパ状の内周面を有している。
第１および第２金型の少なくとも各透過孔３４の内周面には、後述するスペーサ形成材料の有機成分よりも低温度で熱分解する樹脂が塗布されている。
スペーサアッセンブリの製造工程においては、第１金型を、各透孔の大径側がグリッド２４側に位置するように、グリッドの第１表面２４ａに密着させ、かつ、各透孔がグリッドのスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態に配置する。同様に、第２金型を、各透孔の大径側がグリッド２４側に位置するように、グリッドの第２表面２４ｂに密着させ、かつ、各透孔がグリッドのスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態に配置する。そして、これら第１金型、グリッド２４、および第２金型を図示しないクランパ等を用いて互いに固定する。
次に、例えば、第１金型の外面側からペースト状のスペーサ形成材料を供給し、第１金型の透孔、グリッド２４のスペーサ開孔２８、および第２金型の透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。
続いて、充填されたスペーサ形成材料に対し、第１および第２金型の外面側から放射線として紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料をＵＶ硬化させる。この後、必要に応じて熱硬化を行なってもよい。次に、熱処理により第１および第２金型の各透過孔に塗布された樹脂を熱分解し、スペーサ形成材料と金型の間にすき間を作り、第１および第２金型をグリッド２４から剥離する。
続いて、スペーサ形成材料が充填されたグリッド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、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサアッセンブリ２２のベースが完成する。
以上のように構成されたＳＥＤによれば、画像表示時、電子放出素子１８から蛍光体スクリーン１６に向けて電子ビームが放出されると、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの付近を通る電子ビームは、スペーサの帯電の影響により、第１および第２スペーサ側に引き付けられる傾向となる。この際、図５に示すように、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂから電子ビームに作用するＹ方向の引き付け力は、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの中心ＳＣを通りＹ方向に延びた直線ＳＬ上で最も大きくなる。
しながながら、本実施の形態によれば、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、その中心ＳＣが、Ｘ方向に隣合う２つの蛍光体層Ｒ、Ｇの画素中心ＲＣ、ＧＣを通る直線ＲＬ、ＧＬからずれて位置している。逆に言うと、蛍光体層Ｒ、Ｇは、その画素中心ＲＣ、ＧＣが直線ＳＬからずれて設けられている。そのため、電子放出素子１８から蛍光体層の画素中心に向けて放出された電子ビームも、直線ＳＬから離れた領域を通過することになり、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂから電子ビームに作用する引き付け力が軽減する。従って、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂからの引き付け力に起因する電子ビームの移動量を低減し、蛍光体スクリーンの多色打ちを低減することができる。その結果、色純度の劣化を軽減し画像品位の向上したＳＥＤを得ることができる。
本実施の形態において、第１及び第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、赤の蛍光体層Ｒと緑の蛍光体層Ｇとの間に設けられているため、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂからの引き付け力により蛍光体層Ｒ、Ｇ周辺の電子ビームが移動した場合でも、表示画像はシアンとなる。この場合、シアンは観察者の視感では識別されにくく、実質的な色純度劣化にはなりにくい。従って、画像品位の一層向上したＳＥＤが得られる。
上記構成によれば、スペーサ形成工程において、金型に充填されたスペーサ形成材料がグリッド表面側に多少にじみ出た場合でも、スペーサ形成材料による電子ビーム通過孔２６の閉塞を低減することでき、製造プロセス面でも有利となる。
本実施の形態に係るＳＥＤによれば、電子放出素子１８側に位置した第２スペーサ３０ｂの表面抵抗は、第１スペーサ３０ａの表面抵抗よりも小さく設定されている。そのため、第２スペーサ３０ｂの帯電を低減することができ、第２スペーサの帯電に起因する電子ビームの変位を低減することができる。その結果、色純度の一層向上した画像を表示することが可能となる。
更に、上記ＳＥＤによれば、第１基板１２と第２基板１０との間にグリッド２４が配置されているとともに、第１スペーサ３０ａの高さは、第２スペーサ３０ｂの高さよりも低く形成されている。これにより、グリッド２４は第２基板１０よりも第１基板１２側に接近して位置している。そのため、第１基板１２側から放電が生じた場合でも、グリッド２４により、第２基板１０上に設けられた電子放出素子１８の放電破損を抑制することが可能となる。従って、放電に対する耐圧性に優れ画像品位の向上したＳＥＤを得ることができる。
この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、第１及び第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、赤の蛍光体層Ｒと緑の蛍光体層Ｇとの間に設ける構成としたが、隣合う他の２つの蛍光体層、例えば、蛍光体層Ｇと蛍光体層Ｂとの間に位置するように設けてもよい。この場合においても、スペーサからの引き付け力に起因する電子ビームの移動量を低減し、画像品位の向上を図ることができる。
また、上記実施の形態において、蛍光体層は、Ｘ方向に各色の蛍光体層が交互に並び、Ｙ方向に同一の色の蛍光体層が並ぶ配列としたが、これに限らず、必要に応じて他の配列としても良い。同様に、上記実施の形態では、第２基板１０および第１基板１２の長手方向をＸ方向、幅方向をＹ方向としたが、逆に、長手方向をＹ方向、幅方向をＸ方向としてもよい。スペーサの径や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等も必要に応じて適宜選択可能である。
更に、この発明は、グリッドを持たない画像表示装置にも適用することができる。図６に示すＳＥＤによれば、各スペーサ３０は柱状に形成され、第２基板１０と第１基板１２との間に配設されている。蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂおよび電子放出素子１８に対する各スペーサ３０の配置は、上述した実施の形態と同様に設定されている。また、上記構成のＳＥＤでは、予め独立して柱状に形成された多数のスペーサ３０を、図示しない配列機で所定の配列に並べ、無機系接着剤を用いて第２基板１０および第１基板１２の少なくとも一方に固定する。
他の構成は前述した実施の形態に係るＳＥＤと同一であり、同一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。上記構成のＳＥＤにおいても、前述した実施の形態に係るＳＥＤと同様の作用効果を得ることができる。
この発明において、電子源は、表面導電型電子放出素子に限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等、種々選択可能である。また、この発明は、上述したＳＥＤに限定されることなく、ＦＥＤ、プラズマディスプレイ等の種々の画像表示装置にも適用可能である。
産業上の利用可能性
以上詳述したように、この発明によれば、電子ビームの軌道ずれの影響を低減し、画像品位の向上した画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す斜視図、
図２は、図１の線Ａ−Ａに沿って破断した上記ＳＥＤの斜視図、
図３は、上記ＳＥＤの一部を拡大して示すＹ方向に沿った断面図、
図４は、上記ＳＥＤの蛍光体層とスペーサとの配置関係を示す平面図、
図５は、上記蛍光体層およびスペーサの一部を拡大して示す平面図、およびスペーサの引き付け力とＸ方向距離との関係を示す図、
図６は、この発明の他の実施の形態に係るＳＥＤの一部を拡大して示すＹ方向に沿った断面図。
【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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【国際調査報告】
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