(57)【要約】【課題】スペーサ６と前面基板１もしくは背面基板２の位置精度を向上させた画像表示装置を提供する。【解決手段】支持体（５）の一方の端面と前面基板（１）の間及び支持体（５）の他方の端面と背面基板（２）の間をそれぞれ封着部材（９）を介して気密封着してなる画像表示装置であって、背面基板（１）の周縁部において走査線引出端子に接続するために、背面基板（２）上の陰極配線である走査線（Ｓ）を収束している一群を走査線ブロックとしたときに、その走査線ブロックのブロック端に前記間隔保持部材（６）を配置することを特徴としている。【選択図】図１
2008171740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極及び蛍光体が片面側に形成されている前面基板と、
複数の陰極配線及び複数の電子源が片面側に形成され、前記前面基板とは所定の間隔をもって前記片面側同士で対向する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板との間に介挿され、前記所定の間隔を保持し、表示領域の外周を囲む枠状の支持体と、
前記陽極と前記陰極配線との間に介挿され、前記表示領域内に配置され、前記所定の間隔を保持する間隔保持部材と、を備え、
前記支持体の一方の端面と前記前面基板との間及び前記支持体の他方の端面と前記背面基板との間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、
前記背面基板の周縁部において走査線引出端子を備え、前記背面基板上の陰極配線を収束された一群を走査線ブロックとして前記走査線接続端子に接続させる構成としたときに、その走査線ブロックのブロック両端の前記陰極配線上に前記間隔保持部材を配置することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、１つの走査線ブロックには１本以下の前記間隔保持部材を配置することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、前記間隔保持部材の長手方向の端部を、前記前面基板に有する前記陽極及び前記背面基板の前記陰極配線の外側に配置させ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】
【０００１】
本発明は、複数の電子源と蛍光体とを備える画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マトリクス型表示装置（マトリクス型ディスプレイ）は、互いに直交する電極群の交点近傍を画素とし、各電極への印加電圧を調整することによって画像を表示することができる。
そのマトリクス型表示装置には、液晶ディスプレイの他、フィールドエミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤという。）、エレクトロルミネセンス・ディスプレイ（ＥＬ）、発光ダイオード・ディスプレイ（ＬＥＤ）などが知られている。
【０００３】
例えば、ＦＥＤは、画素毎に電子放出源（冷陰極源）を配置し、電子放出源から電子を放出し真空中で加速した後、蛍光体に照射して照射した部分の蛍光体を発光させるものである。すなわち、ＦＥＤは、蛍光体層を備えたアノード基板（前面基板）と電子放出源を持つカソード基板（背面基板）とを０．５ｍｍ以上の間隔で貼り合わせ気密封着する構成を備え、当該パネルの２枚の基板間の密閉空間を外界の気圧より低圧にし、あるいは真空状態としている。また、このＦＥＤ用の電子放出素子として、Ｓｐｉｎｄｔ型やカーボンナノチューブを利用した電界放出型素子や、金属／絶縁層／金属 型放出素子（ＭＩＭ素子）、表面伝導型素子などが知られている。
【０００４】
特許文献１には、前面基板と、背面基板と、前面基板と背面基板との間にあって、表示領域の周縁を支持する支持枠（支持体）と、前面基板と背面基板との間に介挿されるスペ−サ（間隔保持部材）とを有し、前面基板とスペ−サとの接合部、背面基板とスペ−サとの接合部、前面基板と支持枠との接合部、及び背面基板と支持枠との接合部にはフリットガラスを用いて接合してパネル（組立て容器）とした画像表示装置が開示されている。
【０００５】
この画像表示装置は、背面基板に形成された電子放出素子（冷陰極源）に電圧を印加することによって、各冷陰極素子から電子が放出されるように構成されている。また、この画像表示装置は、容器外から導入された数ｋＶの高電圧を前面基板のメタルバック（陽極）部に印加することによって、放出電子が加速され前面基板に衝突するように構成され、前面基板の各色の蛍光体が加速された電子によって励起されて発光することによって、画像が表示されるように構成されている。
【０００６】
前面基板と背面基板とを支持するスペーサには、機械的、電気的に以下の事項を満足することが求められる。すなわち、画像表示装置外部の大気圧雰囲気に対して、表示装置内部の前面基板及び背面基板を均一な間隔で保持するのに十分な機械的強度が必要とされる。また、スペーサの存在による前面基板と背面基板との間の電子の電界変歪を最小限に抑え、冷陰極源から放出される電子の軌道に影響を与えないような電気的特性が必要とされる。加えて、電界変歪によるスペーサ周辺での電界集中、及び局所放電を抑制する必要がある。
【０００７】
このスペーサの配置としては、大気圧による応力が配置した各スペーサに対してほぼ均等にかかり、基板の撓みや損傷、スペーサの破損が生じないように分散配置することが望ましいとされている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
通常、支持枠はフリットガラスなどの接着剤で背面基板よび前面基板に固着される。走査線引出端子や図示しない信号線引出端子が支持体と背面基板の接着部を通して外部に引き出されている（例えば、特許文献３）。
【０００９】
また、走査線駆動回路チップは複数個搭載されており、一つの走査線駆動回路チップは複数本の電極引出端子に信号を供給することができる。走査線駆動回路チップの端子間隔は走査線の間隔よりも狭い。そのため、各走査線駆動回路チップに接続する複数の走査線引出端子は対応する走査線駆動回路チップの端子に向けて収束するように封止枠の内側近傍に折り曲げ部が形成される（例えば、特許文献４）。
【００１０】
なお、本明細書では、このような走査線を収束させたまとまりを走査線ブロックと呼ぶ。
【特許文献１】特開平１１−３１７１６４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７２００号公報
【特許文献３】特開２００６−２０２５３１号公報
【特許文献４】特開２００６−６６２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前面基板と背面基板の間に支持体であるスペーサ（間隔保持部材）を組み立てるときに間隔保持部材の組み立て位置精度、つまりカソードとの垂直性や走査線上の位置精度が悪いと、間隔保持部材の支持機械力の低下及び耐電圧の低下という問題がある。
【００１２】
従来は、間隔保持部材を所定の位置に固定するための位置精度は、背面基板を乗せた台に対して間隔保持部材を設置するための支持治具の位置精度に依存しており、背面基板との直接的な位置精度を表していないため、精度向上には限界があった。
【００１３】
本発明は、前記問題点に鑑み、間隔保持部材と前面基板もしくは背面基板の位置精度を向上させることができる画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために本発明の画像表示装置は、走査線ブロックの端の走査線上に間隔保持部材を配置することを特徴とする。これによれば、背面基板の間隔保持部材のごく近傍にスペーサ固定治具を配置することができる。
【００１５】
このため、背面基板の配線がない部分に治具を配置するときに、位置決めがしやすく、誤って走査線配線を傷つけることなく間隔保持部材の位置精度を高く配置することが可能となる。
【００１６】
また、間隔保持部材を所定の位置に精度良く配置することに加えて、走査線から間隔保持部材の端部を前面基板及び背面基板上の電極の外側にまで配置することにより、間隔保持部材の端部での耐電圧の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画像表示装置において、間隔保持部材を精度よく配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態である画像表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、画像表示装置の要部構成を説明するための模式図であり、図１（ａ）は要部断面図、図１（ｂ）は背面基板の要部平面図である。図２は、表示パネル周縁部の構造の側面断面図である。
前面基板１は透明なガラス板である。一方、背面基板２は板厚が０．５ｍｍ以上（例えば、３ｍｍ）の絶縁基板であり、ガラス板が好適である。
【００２０】
支持体５は、この前面基板１及び背面基板２の外縁付近の内面に内周にわたって配置され、外枠を兼ね、ガラス板あるいはフリットガラスの成形品などから構成されている。
そして、前面基板１及び背面基板２と支持体５とを接着部材であるフリットガラス９を介して固定し、前面基板１と背面基板２との距離を所定の値に保持している。
【００２１】
間隔保持部材であるスペーサ６は、支持体５と同様に前面基板１と背面基板２との間隔を全面に亘って保持する支持体となり、板状の薄いガラス板やアルミナ等のセラミックス板から構成されている。
そして、複数枚のスペーサ６が、前面基板１と、背面基板２との間に挟まれて形成された表示領域内に、前記前面基板１あるいは背面基板２にほぼ垂直で、長さ方向の位置関係を一致させ、等間隔配列で配置されている。
【００２２】
フリットガラス９は、スペーサ６を前面基板１と背面基板２とに接着する接着部材であり、背面基板２の表面に形成された走査線Ｓとスペーサ６との接合面（境界面）を接着している。
【００２３】
そして、フリットガラス９は、前面基板１と支持体５の接合面を気密封着し、かつ背面基板２と支持体５の接合面を気密封着している。
なお、前面基板１と背面基板２と支持体５とで形成された密閉空間は、外界の気圧より低圧状態あるいは真空状態に保持されている。
【００２４】
また、フリットガラス９は、接合面からはみ出し、角が丸く円弧状等の非直線形状をしている。ここで、フリットガラス９の体積抵抗率は、スペーサ６の体積抵抗率よりも小さい。
【００２５】
画像形成部材（蛍光体）１２は、前面基板１の内面に画素として形成された蛍光物質により形成され、電子が衝突することにより励起され、発光する。
【００２６】
Ｃｒ膜１３（図２）は、前面基板１の内面に画像形成部材１２を除外した部分に形成されており、隣接する画素への漏れ光を防止する。
【００２７】
陽極１１である導電性膜（例えばＡｌ膜）は、Ｃｒ膜１３及び画像形成部材１２の表面（内面）に形成されており、高電圧（加速電圧）が印加される。
【００２８】
図示しない走査線電極は、スペーサ６の片端と絶縁膜１５（例えばＳｉＮ膜）との間に形成されており、Ａｌ膜と共に帯電した電荷を除電する。
例えば、スペーサ６の厚さが１００〜２００μｍであり、高さが２〜３ｍｍであり、抵抗率が１０７〜１０１０Ωｃｍであり、スペーサ６に１０ｋＶの高電圧が印加されるときは、数μＡ以上の電流が流れる。
【００２９】
走査線引出端子２１は、駆動回路と接続される（図３参照）。しかしながら、走査線引出端子２１の長さは走査線Ｓの間隔より短いため、走査線Ｓは、画素領域の外側の封止枠の近傍で走査線引出端子２１に向けて収束するように形成される。
【００３０】
信号線Ｄは、この薄膜トランジスタを駆動するためのものであり、走査線Ｓと直交して配線されている。
絶縁膜（ＳｉＮ膜）１５は、背面基板２に形成されており、信号線Ｄと走査線Ｓとを絶縁する。
【００３１】
図２に示す電子放出素子７は、電子源であり、例えば、金属／絶縁層／金属型放出素子（ＭＩＭ素子）により構成され、上部電極は図示しない薄膜トランジスタを介して陰極配線である走査線Ｓに接続され、上部電極と下部電極との間に駆動電圧が印加される。
【００３２】
図３は背面基板２に形成された駆動回路の回路図である。図１及び図３に示すように、多数の信号線Ｄがｙ方向に並行してｘ方向に敷設されており、一方多数の走査線Ｓは信号線Ｄを覆って形成された層間絶縁膜１５の表面にｘ方向に並行してｙ方向に敷設されている。そして、信号線Ｄと走査線Ｓと、信号線Ｄと走査線Ｓとの交差部又はその近傍に設けられた電子源を有する多数の画素を備えた表示領域が背面基板２の表面に形成されている。
【００３３】
ドライバ回路である走査線駆動回路３１、信号線駆動回路３２から走査線Ｓや信号線Ｄに電気信号が送られると、それに対応したスイッチング素子２６が動作して電子放出素子７から電子が放出されることになる。
【００３４】
本実施形態では信号線Ｄの少なくとも一端には表示領域から背面パネルと封止枠とが対向する封止領域（接着領域）を通して外側に引き出されて信号線駆動回路チップの端子に接続する信号線引出端子を有している。また、走査線Ｓの少なくとも一端は表示領域から背面パネルと封止枠とが対向する封止領域（接着領域）を通して外側に引き出されて走査線駆動回路の端子に接続する走査線引出端子２１（図１（ｂ））を有している。
【００３５】
このように収束される構造は、全体を１箇所にまとめるのではなく、走査線Ｓの数十〜百本程度をまとめて複数箇所に収束させるようになっている。
本実施形態では、この収束するまとまりをブロックと呼び、走査線Ｓに対するブロックを走査線ブロック３３と呼び、信号線Ｄに対しては信号線ブロックと呼んでいる。
【００３６】
スペーサ６は、走査線ブロック３３の一方の端の線上に立設される。
図１（ｂ）に示すように、１本のスペーサ６は走査線ブロック３３端の１本の走査線Ｓの中央付近に配置され、前記したように前面基板１及び背面基板２とはスペーサ６の接着用のフリットガラス９により固定されている。
【００３７】
前記のように、スペーサ６の配置精度や垂直精度が十分でない場合には、十分な支持力を出すことができない。以下に、スペーサ６の組立状態による支持力への影響を説明する。
【００３８】
図４（ａ）は、スペーサ６が傾斜した状態の断面図及びスペーサ６の傾きθ（度）に対する支持力の関係を示す特性図である。図４（ｂ）において、横軸である傾きθは背面基板２の垂直方向からの角度θを示している。また、縦軸はスペーサ支持力を示しており、傾きが０のときの支持力を1に規格化して示している（図４（ｂ）のｙ軸の単位ｐ．ｕ．は、ｐｅｒ  ｕｎｉｔを略したものである。）。
【００３９】
前記のように、スペーサ６は、ガラスやセラミックなどでできている硬い材質であり、横方向の撓みがほとんどない。そのために傾きがあると急激に支持力が低下する。すなわち、図４（ｂ）に示すように、角度θが大きくなるにつれて急激に支持力が低下することになる。このためスペーサ６の垂直精度を出すことが非常に重要になる。
【００４０】
垂直精度を出すためには、できるだけ精度が高くなるような位置に支持治具を配置できることが望ましい。
しかしながら、従来からのスペーサ固定方法において位置精度を決める要因は背面基板２を置く台とスペーサ６を支持するための治具の位置精度に依存してしまうために位置精度向上には限界があった。
【００４１】
本実施形態における走査線ブロック３３（図１（ｂ））端にスペーサ６を配置することは、背面基板２の表面の配線がない部分であり視認等によって位置決めがし易く、また走査線Ｓに損傷等を与えるおそれがないことから、高い精度で、かつ確実に支持治具を配置することが可能である。
【００４２】
図５（ａ）、（ｂ）は、スペーサ固定治具４１を使用している様子を示す配置構成図である。
このように、スペーサ６を背面基板２に立設するためにはスペーサ６により近い位置で固定できる治具を設置することが有効となる。すなわち、背面基板２にスペーサ固定治具４１が設置されるとスペーサ６の位置精度、垂直精度を格段に向上させることができる。
なお、スペーサ固定治具４１は、走査線Ｓ上に固定されることを防止するため、図５（ａ）に示すように、ｚ方向の隙間Ｒを設けて、背面基板２上の固定されている。この隙間Ｒは、ｘ−ｙ平面においては、図５（ｂ）に示すように、走査線ブロック３３端の１本の走査線Ｓが屈曲し、背面基板２上に走査線Ｓが存在しない位置Ｐまで延在している。
【００４３】
スペーサ６を走査線Ｓの表面に接着するには、接着用のフリットガラス９をスペーサ６と背面基板２内面の走査線Ｓとの間に挟んで焼成して固着する。この焼成中もスペーサ固定治具４１で固定し続けることができるために、焼成後においても垂直精度を維持したまま製作することができる。そのため、スペーサ固定治具４１は、焼成などの熱処理工程を経ることを考慮し、スペーサ６と同じ材料や熱膨張係数が同程度の材料が用いられる。
【００４４】
しかし、スペーサ固定治具４１が、配線上に固定されると配線パターンが傷つき、最悪の場合には配線を切断して電気信号が流れなくなってしまうおそれがある。このため、スペーサ固定治具４１は、配線が存在しない部分に設置され、スペーサ６は走査線ブロック３３の端に配置されている。
【００４５】
前記のように、図４には、機械強度とスペーサ傾きの関係のグラフを示したが、実際には絶縁耐力に関しても垂直精度に敏感である。
【００４６】
図６（ａ）はスペーサが傾いたときの状況であり、図６（ｂ）はスペーサ沿面での絶縁破壊電圧（ｐ．ｕ．）とスペーサの状況及び傾きθ（度）との関係を示す特性図である。
図６（ｂ）に示すように、スペーサ６が傾いていると絶縁破壊電圧の低下が著しい。
【００４７】
図７は、スペーサ６と走査線Ｓとの接触部からの電子放出の模式図である。
図７に示すように、スペーサ６が傾いてスペーサ６と走査線Ｓとの間に隙間βができている場合には、この部分の電界強度が高くなり、隙間部分から電子が放出する。発生した電子はスペーサ６に沿った面をホッピングしながら陽極１１に到達することになるが、そのときにスペーサ６に正の電荷が発生する。スペーサ６が帯電すると、ますますスペーサ６と走査線Ｓとの間の電界強度が高くなるため、電子放出も盛んになり絶縁破壊電圧が低下することになる。
【００４８】
図８（ａ）はスペーサ６のずれた状態を示す図であり、図８（ｂ）はスペーサ６の位置ずれｄに対する絶縁破壊電圧（ｐ．ｕ．）の大きさを示す特性図である。
図８（ｂ）に示すように所定のスペーサ位置と実際のスペーサ位置との位置ずれｄも絶縁耐力に影響を与える。
【００４９】
スペーサ６の位置が所定の位置からずれると、電子源である電子放出素子７とスペーサ６の距離が近くなるためにスペーサ６が帯電しやすく絶縁耐力の低下を招く。ただし、この位置ずれに関しては、図８（ｂ）に示されるように０．０５ｍｍ程度のずれだけでは大きな絶縁低下とはなっていない。しかしながら、実際には位置ずれが起こると垂直精度の低下を引き起こすために、わずかな位置ずれにおいても絶縁耐力は大幅に低下することになる。
【００５０】
以上述べたように、本実施形態のように走査線ブロック３３にスペーサ６を配置することは、背面基板２の配線を傷つけない場所にスペーサ固定治具４１を配置することができ、スペーサ位置精度、垂直精度の高いスペーサ固定方法を実現できる。
【００５１】
なお、特許文献２で記載されているように、スペーサの配置は、通常、幅方向に均等にされている。構造的に均等に配置することも重要であるが、それよりも傾斜のない確実な組み付け、接着を行い、これを検査、確認することが重要である。なぜなら、真空引きした後の外圧に対する強度は、支持体５とスペーサ６とが担っており、スペーサ６の傾きは、強度的かつ電気的な問題を生じさせる。
【００５２】
すなわち、傾きによる強度低下は、スペーサ６を構造的に均等に分散配置すること以上に、致命的な問題であり、ライン化等に備え、より確実な製造作業、検査が課題となる。
【００５３】
前記のように確実な組み付け、接着ができ、これを検査できれば、設計安全率（設計係数や接着状態の信頼性）の低下を望むことができ、新たな設計基準によって、必要なスペーサ６の本数は、従来よりも減じられる。したがって、走査線ブロックすべてに対してその端にスペーサを置く必要はなくなる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、説明は省略する。
【００５５】
図９は第２実施形態による画像表示装置の全体構成を説明する断面図である。図からわかるように、スペーサ６の端部が前面基板１の陽極１１の端部から外に出るとともに、スペーサ６の端部が走査線Ｓの折れ曲がり部よりも外側の位置まで出ることを特徴としている。
【００５６】
図１０は、走査線Ｓに立設するスペーサ６の端部の位置が走査線Ｓの位置に対して異なる場合の電界分布を示した等電位線分布図であり、図１１は、図１０のスペーサ配置でのスペーサ６の絶縁の最弱点であるスペーサ６の端部電界強度を示した特性図である。
【００５７】
図１１からわかるように、スペーサ６の端部が外側に出ているほどスペーサ６の端部の最大電界強度が弱くなる。スペーサ６の端部の電界強度が高い場合には角部からの電子が放出しやすく、そのために絶縁破壊電圧の低下を引き起こす。
【００５８】
スペーサ６の端部ができるだけ外側に出ることを実現するためには、スペーサ６の位置としては第１実施形態で示したことと同様に走査線ブロック３３の端部にスペーサ６を配置することが最もよい。その走査線Ｓの折れ曲がり部の外側までスペーサ端部が配置されることにより、スペーサ端部の絶縁性能が最も高い状態を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】画像表示装置の要部構成の模式図であり、図１（a）は要部断面図、図１（b）は背面基板の要部平面図である。
【図２】表示パネル周縁部の構造の側面断面図である。
【図３】背面基板２に形成された回路図である。
【図４】スペーサの傾きに対する支持力の関係を示す特性図である。
【図５】スペーサ固定治具の配置構成図である。
【図６】スペーサの傾きによる絶縁破壊電圧の特性図である。
【図７】スペーサと走査線接触部からの電子放出の模式図である。
【図８】スペーサの位置づれによる絶縁破壊電圧の特性図である。
【図９】本発明における画像表示装置のスペーサ配置構成図である。
【図１０】スペーサの配置図と等電位線分布である。
【図１１】スペーサの走査線接触部の最大電界強度の特性図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      前面基板
２      背面基板
５      支持体
６      スペーサ（間隔保持部材）
７      電子放出素子
９      フリットガラス
１１    陽極
１２    画像形成部材
１３    Ｃｒ膜
１５    絶縁膜
２１    走査線引出端子
２６    スイッチング素子
３１    走査線駆動回路
３２    信号線駆動回路
３３    走査線ブロック
４１    スペーサ固定治具
Ｄ      信号線
Ｓ      走査線
【図１】
2008171740.tif 000003
【図２】
2008171740.tif 000004
【図３】
2008171740.tif 000005
【図４】
2008171740.tif 000006
【図５】
2008171740.tif 000007
【図６】
2008171740.tif 000008
【図７】
2008171740.tif 000009
【図８】
2008171740.tif 000010
【図９】
2008171740.tif 000011
【図１０】
2008171740.tif 000012
【図１１】
2008171740.tif 000013