(57)【要約】【課題】真空外囲器内に電子源がマトリクス状に形成された平面型デスプレイで、有効画面内と有効画面外で、前面基板と背面基板との間隔を制御するのが困難であった。【解決手段】有効画面内６に有効面内スペーサ１２を配置すると同時に、有効画面外にも有効面外スペーサ１３を配置し、周辺部における前面基板２と背面基板１の間隔は有効面外スペーサ１３によって制御する。これによって、前面基板２と背面基板１の間隔不均一に伴うスペーサ１２の帯電等、様々な問題を解決できる。【選択図】図４
2008077919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板には電子源がマトリクス状に配置され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記マトリクス状に配置された電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサは板状のスペーサであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサは板状であって、前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサとでは、長さ、厚さ、高さは同じであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサよりも高さが高いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサよりも１０μｍ〜５０μｍ高さが高いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記有効面外スペーサの長さは２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
前記有効面外スペーサ間の間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記有効面外スペーサと前記有効面内スペーサとの間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記有効面外スペーサと前記枠体との間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記有効面外スペーサと前記有効画面との間隔は３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサと平行に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサと直角方向に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１３】
前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には、前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記有効面内スペーサは板状であって、走査線上に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記有効面外スペーサは背面基板側に前記走査線と平行に形成されたダミー走査線の上に配置され、前記有効面内スペーサは前記ダミー走査線と電気的に導通し、前記ダミー走査線には一定の電圧が供給されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記蛍光体の周辺にはブラックマトリクスが形成されており、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記ブラックマトリクスは前記有効画面部より周辺にも形成されており、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部で前記ブラックマトリクスが形成されている領域には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
前記有効面外スペーサは前記ブラックマトリクスと電気的に導通していることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記蛍光体の周辺にはブラックマトリクスが形成され、前記蛍光体および前記ブラックマトリクスを覆ってメタルバックが形成されており、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記ブラックマトリクスおよび前記メタルバックは前記有効画面部より周辺にも形成されており、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部で前記メタルバックが形成されている領域には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
前記周辺部で前記ブラックマトリクスおよび前記メタルバックが形成されている部分に前記有効面外スペーサが形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置における、大気圧に耐えるための構造に関連する。
【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画像表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ、ＦＰＤ）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（例えば、電子放出型画像表示装置や電界放出型画像表示装置等と呼ばれるもの）や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど、種々の平面型画像表示装置の実用化も図られている。
【０００４】
平面型画像表示装置の中、自発光型のフラット・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いる。
【０００５】
自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、その冷陰極に、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−金属型等の電子源などが用いられる。
【０００６】
平面型画像表示装置は、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極を形成する陽極を備えた前面基板と、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平面型画像表示装置を動作させる。
【０００７】
例えば、ＭＩＭ型電子源を有する画像表示装置では、第１の方向に延在して第１の方向と交差する第２の方向に並設された多数の第１電極（例えば、カソード電極、画像信号電極）と、この第１電極を覆って形成された絶縁膜と、この絶縁膜上で前記第２の方向に延在して前記第１の方向に並設された多数の第２電極（例えば、ゲート電極、走査信号電極）と、前記第１電極と前記第２電極との交叉部付近に設けられた電子源とを有する背面基板を備え、この背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上に前記電極が形成されている。
【０００８】
この構成で前記走査信号電極には前記第１の方向に走査信号が順次印加される。又、この基板上には走査信号電極と画像信号電極の各交差部付近に上記の電子源が設けられ、これら両電極と電子源とは給電電極で接続され、電子源に電流が供給される。この背面基板と対向して、前記対向する内面に複数色の蛍光体層と第３電極（アノード電極、陽極）とを備えた前面基板を有している。前面基板は、ガラスを好適とする光透過性の材料で形成される。そして、両基板の貼り合せ内周縁に封止枠となる支持体を介挿して封止し、当該背面基板と前面基板及び支持体で形成される内部を真空にして表示パネルが構成される。
【０００９】
電子源は前述のように第１電極と第２電極の交差部付近に有し、第１電極と第２電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（放出のオン・オフを含む）が制御される。放出された電子は、前面基板に有する陽極に印加される高電圧で加速され、同じく前面基板に有する蛍光体層に射突して励起することで当該蛍光体層の発光特性に応じた色光で発色する。
【００１０】
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。
【００１１】
前述したような平面型の画像表示装置では、一般的に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。
【００１２】
又、封止枠となる支持体は背面基板と前面基板との内周縁にフリットガラスなどの封着部材で固着され、この固着部が気密封着され封止領域となっている。両基板と支持体とで形成される表示領域内部の真空度は、例えば１０-3〜１０-5Ｐａである。
支持体と両基板との封止領域には、背面基板に形成された第１電極につながる第１電極引出端子や第２電極につながる第２電極引出端子が貫通する。通常、封止枠となる支持体はフリットガラスなどの封着部材で前記背面基板及び前面基板に固着される。第１電極引出端子や第２電極引出端子が封止枠と背面基板の気密封着部である封止領域を通して引き出されている。
【００１３】
前記スペーサの構成、設置方法等については、例えば、「特許文献１」および「特許文献２」に開示されている。前記スペーサは主として、画面有効部において、大気圧に対抗して前面基板と背面基板の間隔を保持する役目をする。一方、前記封止枠は表示パネル内部を真空に保つとともに、画面有効面外において、大気圧に対抗して前面基板と背面基板の間隔を保持するという２つの役目をもっている。前記封止枠は前記スペーサに比較して幅が広く形成されている。封止枠は大気に対して十分な真空気密を保つためである。また、このように封止枠とスペーサは形状が大きく異なるため、スペーサと封止枠との材料も異ならせる場合がある。
【００１４】
このように、スペーサと封止枠とは前面基板と背面基板との間隔を保つという働きは共通するものの、異なる事情も多く存在するので、例えば、「特許文献３」に記載のように、前面基板または背面基板と固着するための固着材の性質を封止枠とスペーサとで異ならせる、あるいは、特許文献４に記載のように、封止枠とスペーサの高さに差を設ける等の技術が存在する。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−６７１２５号公報
【特許文献２】特開２００６−５９７２８号公報
【特許文献３】特開平１１−３１７１６４号公報
【特許文献４】特開２００２−３５８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
封止枠とスペーサとはいずれも前面基板と背面基板の距離を確保する役割を有するが、いずれも封着剤または固着材によって、前面基板または背面基板に固着される。この封着剤または固着材には一般にはフリットガラスが用いられる。フリットガラスはペースト状のものを塗布したあと、高温にベークして、フリットガラスを溶融し、その後冷却すると、フリットガラスが固化し、封止枠の封着またはスペーサの固着がおこなわれることになる。
【００１７】
ところが、封止枠の厚さは５ｍｍ以上であるのに対し、スペーサは約０．１ｍｍと大きな差がある。したがって、封止枠とスペーサとでは熱容量に差があるため、前面基板と背面基板と、封止枠またはスペーサを組み上げて加熱をしたときのフリットガラスが溶融する時点が封止枠部分とスペーサ部分とで異なることになる。封止枠またはスペーサが前面基板または背面基板と溶融、固着する場合、封着剤または固着材となるフリットガラスは封止枠またはスペーサの脇へはみ出すことになるが、このときのはみ出し量が封止枠部とスペーサ部とで異なると、前面基板と背面基板との間隔が封止枠部とスペーサ部とで異なることになる。
【００１８】
特許文献３は封止枠部とスペーサ部とでフリットガラスの融点、固着点の異なるものを使用することを開示している。しかし、フリットガラスの材料によって、融点、固着点のわずかな温度差をコントロールするのは非常に難しい。
【００１９】
特許文献４では、前面基板と背面基板と封止枠とで囲まれる表示装置内部の真空を確実に保つため、封止枠の高さをスペーサの高さよりも高くすることを開示している。しかし、このような構成とすると、スペーサと前面基板あるいは背面基板との固着が十分でない場合が生ずる。
スペーサが帯電すると、電子ビームの軌道に影響を及ぼし、電子ビームが所定の蛍光体以外の蛍光体に射突することによって色純度を悪化させる等の悪影響を生ずる。これを防止するために、スペーサの表面に導電性をもたせ、背面基板の側から一定電位を供給することが行われる。このために、スペーサに用いる固着剤であるフリットには導電性を持たせている。ところが、上記のように、スペーサと背面基板との固着が充分でないと、スペーサと背面基板との導通が充分でなくなり、スペーサに所定の電圧が印加されない場合が生ずる。スペーサに一定電圧が供給されないと、スペーサが帯電することになり、そのスペーサ付近の電子ビームの軌道が影響を受けて、色純度の劣化等の不具合を生ずる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたもので、有効画面の周辺にもスペーサを配置することにより、外囲器を構成する枠体に頼らなくとも、前面基板と背面基板との間隔を制御できるようにしたものである。具他的には、次のような構成をとる。
（１）前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板には電子源がマトリクス状に配置され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記マトリクス状に配置された電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
（２）前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサは板状のスペーサであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサは板状であって、前記有効面内スペーサと前記有効面外スペーサとでは、長さ、厚さ、高さは同じであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサよりも高さが高いことを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサよりも１０μｍ〜５０μｍ高さが高いことを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（６）前記有効面外スペーサの長さは２０ｍｍ以上であることを特徴とする（２）に記載の表示装置。
（７）前記有効面外スペーサ間の間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（８）前記有効面外スペーサと前記有効面内スペーサとの間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（９）前記有効面外スペーサと前記枠体との間隔は３ｍｍないし５０ｍｍであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（１０）前記有効面外スペーサと前記有効画面との間隔は３ｍｍ以上であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（１１）前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサと平行に設置されていることを特徴とする（２）に記載の表示装置。
（１２）前記有効面外スペーサは前記有効面内スペーサと直角方向に設置されていることを特徴とする（２）に記載の表示装置。
（１３）前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
（１４）前記有効面内スペーサは板状であって、走査線上に形成されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１５）前記有効面外スペーサは背面基板側に前記走査線と平行に形成されたダミー走査線の上に配置され、前記有効面内スペーサは前記ダミー走査線と電気的に導通し、前記ダミー走査線には一定の電圧が供給されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１６）前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記蛍光体の周辺にはブラックマトリクスが形成されており、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記ブラックマトリクスは前記有効画面部より周辺にも形成されており、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部で前記ブラックマトリクスが形成されている領域には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
（１７）前記有効面外スペーサは前記ブラックマトリクスと電気的に導通していることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
（１８）前面基板と背面基板と、前記前面基板と前記背面基板の間の周辺に設けられた枠体が配置されて真空を保持する外囲器が形成され、前記背面基板上には第１の方向に延在し第２の方向に配列した複数の映像信号線と、前記第２の方向に延在して前記第１の方向に配列した走査線と、前記走査線と前記映像信号線との交差点付近に設けられた電子源が形成され、前記前面基板には前記電子源と対応する部分に蛍光体が配置され、前記蛍光体の周辺にはブラックマトリクスが形成され、前記蛍光体および前記ブラックマトリクスを覆ってメタルバックが形成されており、前記電子源と前記蛍光体とで有効画面部が形成され、前記有効画面部の端部と前記枠体の間には周辺部が形成され、前記ブラックマトリクスおよび前記メタルバックは前記有効画面部より周辺にも形成されており、前記有効画面部内には前記前面基板と前記背面基板の間隔を保持する有効面内スペーサが配置され、前記周辺部で前記メタルバックが形成されている領域には前記前面基板と前記背面基板との間隔を保持する有効面外スペーサが配置されていることを特徴とする表示装置。
（１９）前記周辺部で前記ブラックマトリクスおよび前記メタルバックが形成されている部分に前記有効面外スペーサが形成されていることを特徴とする（１８）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
（１）の構成によれば、有効画面周辺に有効面外スペーサを配置し、真空外囲器を構成する枠体に頼らずに、前面基板と背面基板の間隔を制御できるので、間隔の正確な制御が可能になるので、前面基板と背面基板との間隔のばらつきに伴う不具合を解決することができる。
【００２２】
（２）の構成によれば、板状のスペーサを使用するので、前面基板と背面基板の間隔の制御をより正確に行うことができる。
【００２３】
（３）の構成によれば、有効面内スペーサと有効面外スペーサを同じ部品とすることができるので、製造コスト上有利である。
【００２４】
（４）の構成によれば、有効面外スペーサの高さを有効面内スペーサの高さよりも大きくしたので、枠体に用いる封着材を十分使用した場合でも、前面基板と背面基板の間隔を正確に制御することができる。
（５）から（１２）の構成とすることにより、有効面外スペーサの効果をより安定して発揮することができる。
【００２５】
（１３）から（１５）の構成によれば、有効面外スペーサに背面基板側から一定の電圧を供給できるので、有効面外スペーサの帯電を防止し、有効面外スペーサの電子ビームへの影響を軽減し、かつ、有効面外スペーサ付近のスパークを防止できる。
【００２６】
（１６）および（１７）の構成によれば、有効面外スペーサに前面基板に形成されたブラックマトリクスから陽極電位を供給できるので、有効面外スペーサの帯電を防止し、有効面外スペーサの電子ビームへの影響を軽減し、かつ、有効面外スペーサ付近のスパークを防止できる。
【００２７】
（１８）および（１９）の構成によれば、有効面外スペーサに前面基板に形成されたメタルバックから陽極電位を供給できるので、有効面外スペーサの帯電を防止し、有効面外スペーサの電子ビームへの影響を軽減し、かつ、有効面外スペーサ付近のスパークを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１および図２は、本発明による画像表示装置の実施例１の構成を説明する画像表示装置の図であり、図１（ａ）は前面基板２側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ａ方向から見た側面図、図２は図１の前面基板２を取り去って示す背面基板１の模式平面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した背面基板１とこの背面基板１と対応する部分の前面基板２の模式拡大断面図である。図３においては電子源１０は省略してある。図４は図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した背面基板１とこの背面基板１と対応する部分の前面基板２の模式断面図である。図４においては蛍光体１５は省略してある。
【００３０】
図１乃至図４において、前面基板２と背面基板１は厚さ約３ｍｍのガラス板で形成される。前面基板２と背面基板１は周辺に設置された枠体３によって約３ｍｍの間隔が設けられている。この枠体３は例えば、ガラス、セラミック、フリットガラスの焼結体が用いられる。この枠体３の厚さは例えば、５ｍｍから９ｍｍ程度である。この枠体３は封着材５を用いて前面基板２と背面基板１に固着し、表示装置の外囲器が構成される。封着材５には一般にはフリットガラスが用いられる。
【００３１】
前面基板２と背面基板１と枠体３でかこまれた空間は排気管４を介して排気され、例えば１０-3〜１０-5Ｐａ程度の真空に保持されている。また、排気管４は、背面基板１の外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に連通している。排気管４を外囲器内部のガス排気完了後にチップオフして外囲器を封止する。
【００３２】
背面基板１の内側には、信号線８がＹ方向に延在し、Ｘ方向に配列されている。信号線８の上に層間絶縁膜ＩＮＳが形成される。層間絶縁膜ＩＮＳ上には走査線９がＸ方向に延在し、Ｙ方向に配列される。信号線８と走査線９の交差部付近には電子源１０が配置される。本実施例では電子源１０は信号線８上に配置されている。走査線９と電子源１０とは接続電極１１によって電気的に接続されている。
背面基板１に形成された多数の電子源１０に対応して前面基板２には蛍光体１５が形成される。この様子を図３に示す。蛍光体１５の周囲はコントラストを上げるため、一般には黒色のブラックマトリクス（ＢＭ１６）が形成される。ＢＭ１６は一般にはカーボンを主成分とするため、導電性を有する。さらに前面基板２内側を陽極電位に保つために、Ａｌ膜からなるメタルバック１７が形成される。陽極電位は８ＫＶから１０ＫＶ程度であり、メタルバック１７の膜厚は８００オングストローム程度である。電子源１０に対応して蛍光体１５が形成されている部分が図１および図２に示す有効画面６である。
【００３３】
外囲器を真空に排気すると、大気圧によって、前面基板２および背面基板１が歪み、前面基板２と背面基板１の間隔と保持することができない。このため、有効面内スペーサ１２が用いられる。有効面内スペーサ１２は一般には枠体３と同じ高さで、本実施例では３ｍｍである。有効面内スペーサ１２の厚さは０．１ｍｍ程度であり、枠体３の厚さである５ｍｍから９ｍｍとは大きな差がある。有効面内スペーサ１２の材料はセラミックあるいはガラスが用いられる。有効面内スペーサ１２は固着材１４によって、前面基板２および、背面基板１に固着される。一般には、固着材１４にはフリットガラスが用いられる。この有効面内スペーサ１２は表示装置のサイズ等によっていろいろな形状、配置を取りうる。本実施例では長尺のスペーサを走査線９上に配置しているが、他の実施例にも示すように、この有効面内スペーサ１２は画面水平上に分割して配置してもよいし、画面垂直方向に配置してもよい。
【００３４】
図３に示すように、有効面内スペーサ１２は前面基板２側では固着材１４を介してメタルバック１７に固着され、背面基板１側では、固着材１４を介して走査線９に固着される。有効面内スペーサ１２が絶縁体であると、電子源１０からの電子によって、有効面内スペーサ１２が帯電する。有効面内スペーサ１２が帯電すると、これによって電子ビームが影響を受け、電子ビームが所定の蛍光体１５に当たらなくなるという問題を生ずる。この現象は電子ビームの利用効率を下げるばかりでなく、場合によっては、電子ビームが所定の蛍光体１５でなく、他の蛍光体１５に射突することになって、色純度を劣化させる。
【００３５】
これを避けるために、有効面内スペーサ１２自体に比抵抗は１０8〜１０9Ω・ｃｍ程度の材料を用いることにより、わずかに導電性をもたせて有効面内スペーサ１２の帯電を防止する。あるいは、有効面内スペーサ１２が絶縁体の場合は、表面に高抵抗膜をコートすることによって有効面内スペーサ１２の帯電を防止している。すなわち、有効面内スペーサ１２にはわずかな電流を流すことによって、帯電を防止している。
有効面内スペーサ１２に電流を流すためには、固着材１４は導電性をもっていなければならない。このような固着材１４は、例えば、フリットガラスに銀等を分散させて導電性をもたせている。有効面内スペーサ１２に微小ではあるが、安定して電流を流すためには、有効面内スペーサ１２と走査線９あるいはメタルバック１７との間を導電性固着材１４が安定して電気的に接続しなければならない。前面基板２および背面基板１と枠体３を固着する封着材５はフリットガラスであり、前面基板２および背面基板１とを固着する固着材１４も導電物質が分散されてはいるが、フリットガラスである。
フリットガラスによって、枠体３および有効面内スペーサ１２を前面基板２および、背面基板１に固着するプロセスはフリットベークによって行われる。このフリットベークは４３０℃程度に約３０分程度保持することによって、フリットガラスを溶融し、その後、徐徐に冷却することによって、フリットガラスを固化することにより、枠体３および、有効面内スペーサ１２を前面基板２および、背面基板１に固着させるプロセスである。
【００３６】
前面基板２と背面基板１の間隔は、理想的には枠体３が設置される表示装置の周辺と有効画面６内は同じ間隔であることが望ましい。この間隔は、有効画面６内ではスペーサの高さと固着材１４の厚さの合計、周辺部では枠体３の高さと封着材５の厚さの合計となる。たとえば、有効面内スペーサ１２における固着材１４は、その組成にもよるが、厚さは接着固定の確保の点から数μｍ以上、望ましくは１０〜４０μｍ程度の厚さに設定される。一方、枠体３での封着材５の厚さは、真空気密の信頼性確保のために、有効面内スペーサ１２の固着材１４よりもやや厚めに設定される。設計的にはこれらの合計が有効画面６内と周辺とで同一になるように設計する。しかし、有効面内スペーサ１２の固着材１４の厚さと枠体３の封着材５の厚さを制御するのは非常に困難である。
枠体３の厚さは例えば、５ｍｍであり、有効面内スペーサ１２の厚さは０．１ｍｍ程度である。この両者の熱容量の差は非常に大きい。したがって、フリットベーク炉において温度を上昇する際、あるいは、温度を一定に保って、ペースト状のフリットガラスを融解するさい、同様なフリットガラスを用いたとしても、フリットガラスの融解する時点が有効面内スペーサ１２の部分と枠体３部分で異なることになる。フリットガラスが融解すると液状になるため、有効面内スペーサ１２あるいは枠体３の周囲にはみ出すことになるが、このはみ出し量によって、有効面内スペーサ１２あるいは枠体３の部分における前面基板２と背面基板１の間隔が異なることになる。そして、このはみ出し量はフリットガラスの融解する時点、固化する時点によって影響を受けることになる。はみ出し量が十分でない場合、すなわち、フリットガラスの量が十分でない場合は、有効面内スペーサ１２であれば、有効面内スペーサ１２が前面基板２あるいは背面基板１に十分に固着されないことになる。また、有効面内スペーサ１２が前面基板２あるいは背面基板１と充分に固着しない場合は、前面基板２あるいは背面基板１との電気的接触も充分ではなくなり、有効面内スペーサ１２が帯電することになり、上で述べたように、電子ビームが偏向されて、色純度の劣化等をひこおこす。はみ出し量が十分でない場合、すなわち、フリットガラスの量が十分でない現象が枠体３の部分に生じた場合、十分な真空気密が保たれないことになる。有効面内スペーサ１２の固着強度を十分確保しようとして、あるいは、枠体３部分の真空気密を十分に確保しようとして、フリットガラスを多く使用すると、間隔の制御が難しくなる。
以上のような問題は、本来真空気密を保つのが主目的である枠体３の部分に前面基板２と背面基板１との間隔を制御させようとする点に起因する。本発明では図１、図２、図４に示すように、有効画面６の外に有効面外スペーサ１３を設置し、この有効面外スペーサ１３によって、パネル周辺における前面基板２と背面基板１の間隔を制御するものである。本実施例においては、図１に示すように、有効画面６外の上下に有効面外スペーサ１３を配置している。本実施例による有効面外スペーサ１３の厚さ、長さは、高さ等は有効面内スペーサ１２と同じである。有効面内スペーサ１２と有効面外スペーサ１３を同じにすることによって、部品の標準化をはかれるとともに、作業ミスを防止することもできる。
本実施例の特徴は、図１、図２、図４に示すように、背面基板１側にダミー走査線１８９を配置し、このダミー走査線１８９の上に有効面外スペーサ１３を配置することである。ダミー走査線１８９には一定電圧を印加しておく。この一定電圧はどのような値でもよいが、例えば、走査線９の非選択時の電圧、０Ｖを印加すればよい。有効面外スペーサ１３も有効面内スペーサ１２と同様に、有効面外スペーサ１３材料自体が導電性を有しているか、有効面外スペーサ１３材料自体が導電性を有していない場合は、スペーサの外側に導電性物質がコーテイングされている。
前面基板２側で有効面外スペーサ１３が当接する場所は図１および、図４に示すように、ＢＭ１６領域である。前面基板２においては、陽極電極として作用するメタルバック１７よりもＢＭ１６の領域のほうが広く形成されている。例えば、図４に示すように、メタルバック１７端部から枠体３までの距離ｍｆは１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、ＢＭ１６端部から枠体３までの距離ｂｆは１０〜１５ｍｍ程度である。したがって、ＢＭ１６上に有効面外スペーサ１３を配置するスペースは充分に存在する。ＢＭ１６はカーボンが主成分であるので、導電性を有している。有効面外スペーサ１３とダミー走査線１８９および、ＢＭ１６との固着に導電性フリットガラスを使用すれば、有効面内スペーサ１２と同様に有効面外スペーサ１３にも微小電流を流すことができ、有効面外スペーサ１３の帯電を防止することができる。有効面外スペーサ１３は電子ビームから離れているため、帯電による電子ビームへの影響は小さいが、有効面外スペーサ１３の帯電を防止することにより、有効面外スペーサ１３付近でのスパークの防止をすることができる。
【実施例２】
【００３７】
本実施例では、有効面外スペーサ１３の配置の例を示すものである。実施例１においては、図４に示すように、有効面外スペーサ１３の背面基板１側はダミー走査線１８の上に、前面基板２側はＢＭ１６に当接するように配置した。図５は有効面外スペーサ１３がＢＭ１６上ではなく、メタルバック１７上に当接した例を示す。有効面内スペーサ１２は図３に示すように、前面基板２側ではメタルバック１７に当接するので、有効面内スペーサ１２と同じ条件である。図５では、メタルバック１７の下にＢＭ１６膜が存在しているが、ＢＭ１６膜が存在せず、メタルバック１７のみの場合でも実施可能である。メタルバック１７膜は８００オングストロームと薄いが、有効面外スペーサ１３部分は電流はほとんど流れないので問題はない。
【００３８】
図６は、有効面外スペーサ１３の背面基板１側にはダミー走査線１８は形成されておらず、前面基板２側でＢＭ１６と導通している例を示す。背面基板１側は導通していないため、有効面外スペーサ１３に電流は流れないが、有効面外スペーサ１３には一定電圧、この場合は陽極電圧、が印加されるので、有効面外スペーサ１３が帯電して不定電圧となることはない。ただ、この場合は有効面外スペーサ１３が高電位となるため、有効面外スペーサ１３の周辺の耐電圧に注意が必要である。
図７は有効面外スペーサ１３が前面基板２側でメタルバック１７と当接している例である。上記図５の説明で述べたように、この場合も問題なく実施可能である。また、図７はＢＭ１６とメタルバック１７が重なった領域に有効面外スペーサ１３が当接しているが、メタルバック１７の領域のほうが広く、有効面外スペーサ１３がメタルバック１７とのみ当接する場合も、図５の説明で述べたと同様の理由で実施可能である。
図８は有効面外スペーサ１３が背面基板１側ではダミー走査線１８９上に形成されており、前面基板２側では、前面基板２に直接当接している場合である。この場合、前面基板２側は導通していないので、電流は流れないが、有効面外スペーサ１３にはダミー走査線１８の電位、例えば０Ｖ、が供給されているので、有効面外スペーサ１３が帯電することはない。しかし、この場合は、前面基板２側の有効面外スペーサ１３の周辺でのメタルバック１７等と、有効面外スペーサ１３とのスパークに注意する必要がある。
図９は有効面外スペーサ１３に背面基板１上の電圧も前面基板２上の電圧も供給できない場合である。この場合は、有効面外スペーサ１３を枠体３近くに設置する場合が多い。有効面外スペーサ１３には電圧は供給されないため、有効面外スペーサ１３は帯電するが、電子源１０すなわち、電子ビームからの距離が大きいため、帯電は深刻な問題にはならない。また、電子ビームからの距離が離れているため、たとえ、有効面外スペーサ１３に帯電が生じても電子ビームの軌道に与える影響は小さい。有効画面６から３ｍｍ以上離れていれば、たとえ、有効面外スペーサ１３が帯電しても電子ビームの軌道に与える影響は小さい。
【実施例３】
【００３９】
真空封止を確実にするために、枠体３と前面基板２または、背面基板１との封着に使用される封着材５を充分設置したい場合がある。この場合の問題点は枠部において封着材５の量が多いために、間隔の制御がますます困難になることである。このような場合は枠体３の部分において、前面基板２と背面基板１との間隔が大きくなる傾向になる。図１０にこの模式図を示す。本実施例においては、有効面外スペーサ１３の高さを有効面内スペーサ１２の高さよりも高くして、パネル周辺からパネル中心に向かって徐徐に変化させることになる。具体的には、有効面外スペーサ１３の高さは有効面内スペーサ１２の高さよりも１０μｍから５０μｍ程度高くする。本実施例で重要な点は、周辺における前面基板２と背面基板１の間隔は有効面外スペーサ１３によって、制御される点である。すなわち、有効面外スペーサ１３も有効面内スペーサ１２も厚みは同じなので、フリットガラスの融解する時期、固着する時期はほぼ同一とすることができ、固着材１４の厚みを有効面外スペーサ１３、有効面内スペーサ１２とも同様に制御することができる。したがって、従来生じていた、有効面内スペーサ１２部分での導通不良等を回避することができる。
【実施例４】
【００４０】
図１１に本発明の第４の実施例を示す。実施例１においては長尺の有効面外スペーサ１３を用いたが、本実施例では有効面外スペーサ１３、有効面内スペーサ１２とも水平方向に分割されたスペーサを用いている。本実施例では有効面外スペーサ１３も有効画面６内の有効面内スペーサ１２と水平方向には同じ配置としている。前面基板２と背面基板１の間隔制御という目的からは水平方向が同じ配置であることが合理的である。本実施例での有効面外スペーサ１３は有効画面６外で、ＢＭ１６が形成された領域において、前面基板２に当接している。図１１はスペーサが３列に配置されているが、３列に限る必要は無いことはいうまでもない。また、有効面内スペーサ１２の厚さは有効面内スペーサ１２と同じ０．１ｍｍであるが、これに限る必要は無い。また、以下に述べる距離は、中心間の距離ではなく、対向する端部間の距離をいう。
【００４１】
図１１において、スペーサの長さｓｌは画面サイズ、作業能率等から広く選定することができ、例えば、１５型サイズで２０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。有効面外スペーサ１３間の間隔ｄｓ１は３ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは３ｍｍから２０ｍｍ程度がよい。スペーサ間隔を広くとりすぎると、前面ガラスあるいは、背面ガラスが大気圧によって、クラックする危険がある。枠体３と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｆｘまたはｄｆｙは３ｍｍ〜５０ｍｍ程度がよく、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度がよい。また、有効面外スペーサ１３と有効面内スペーサ１２との間隔ｄｓ２も３ｍｍ〜５０ｍｍ程度がよく、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。枠体３と有効面外スペーサ１３との間隔、あるいは、有効面外スペーサ１３と有効面内スペーサ１２との間隔をこのように規定するのは、間隔が広すぎると、前面ガラスあるいは、背面ガラスが大気圧によって、クラックする危険があるからである。
【００４２】
有効面と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｅｓはできれば３ｍｍ以上とるのが望ましい。有効面外スペーサ１３の場合、必ずしも有効面内スペーサ１２のように微小電流を流して帯電を防止する構成をとれるとは限らない。もし、有効面外スペーサ１３が有効面から３ｍｍ以上はなれていれば、たとえ、有効面外スペーサ１３が帯電をしても電子ビームへの影響は小さく抑えることができる。
【実施例５】
【００４３】
図１２に本発明の第５の実施例を示す。本実施例では有効面内スペーサ１２の配置が千鳥配置になっている。これに対して有効面外スペーサ１３も有効面内スペーサ１２の配置の規則にしたがって、配置をしたものである。図１２は３列と２列の千鳥配置となっているが、これに限る必要は無いことはいうまでもない。
【００４４】
本実施例においても、有効面外スペーサ１３の厚さ、有効面外スペーサ１３の長さｓｌ、有効面外スペーサ１３間の間隔ｄｓ１、有効面外スペーサ１３と有効面内スペーサ１２との間隔ｄｓ２、枠体３と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｆｘまたはｄｆｙ、有効面と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｅｓは実施例４と同じである。
【実施例６】
【００４５】
図１３に本発明の第６の実施例を示す。本実施例では有効面外スペーサ１３がパネルの短軸方向に縦配置となっている。本実施例では有効面外スペーサ１３が縦方向に２枚配置されているが、２枚に限る必要は無いことはいうまでもない。又有効面内スペーサ１２の配置は３列となっているが、有効面内スペーサ１２の配置もこれに限る必要は無いことも同様である。
【００４６】
本実施例においては、有効面外スペーサ１３は縦配置となっているが、有効面外スペーサ１３の厚さ、有効面外スペーサ１３長さｓｌ、有効面外スペーサ１３間の間隔ｄｓ１、有効面外スペーサ１３と有効面内スペーサ１２との間隔ｄｓ２、枠体３と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｆｘまたはｄｆｙ、有効面と有効面外スペーサ１３との間隔ｄｅｓは実施例４と同じ考えが適用できる。
【００４７】
図１３のＡ−Ａ断面を図１４に示す。本実施例で注意が必要なのは、図１４に示すように、有効面外スペーサ１３が走査線９を跨いで設置されていることである。つまり、有効面外スペーサ１３によって走査線９間を導通させてはならない。したがって、少なくとも、背面基板１側の固着材１４は絶縁性でなくてはならない。
前面基板２と走査線９間に微小な電流を流して有効面外スペーサ１３の帯電を防止したい場合は、背面基板１側の固着材１４にもわずかな導電性を持たせる必要があるが、この場合は、走査線９の走査電圧を歪めないように、固着材１４は十分に大きな比抵抗、例えば、１０8〜１０9Ω・ｃｍ程度の比抵抗を持つ必要がある。
【実施例７】
【００４８】
図１５に本発明の第７の実施例を示す。本発明の特徴は、画面周辺を周回して有効面外スペーサ１３を配置した点である。これによって、画面前面にわたって確実に前面基板２と背面基板１の距離のコントロールをすることができる。本実施例では、有効面外スペーサ１３は縦向きに２枚、横向きに３枚配置されているが、有効面外スペーサ１３の配置、数等はこれに限る必要がないことはいうまでもない。
【００４９】
本実施例においては、有効面外スペーサ１３は横配置と縦配置が並存しているが、有効面外スペーサ１３の厚さ、有効面外スペーサ１３長さ、有効面外スペーサ１３間の間隔、有効面外スペーサ１３と有効面内スペーサ１２との間隔、枠体３と有効面外スペーサ１３との間隔、有効面と有効面外スペーサ１３との間隔は実施例４と同じ考えが適用できる。また、縦配置のスペーサに対しては実施例６で述べた注意が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。
【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線に沿った模式断面図である。
【図４】図２のＣ―Ｃ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５】図２のＣ―Ｃ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の他の例である。
【図６】図２のＣ―Ｃ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のさらに他の例である。
【図７】図２のＣ―Ｃ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のさらに他の例である。
【図８】図２のＣ―Ｃ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のさらに他の例である。
【図９】図２のＣ―Ｃ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のさらに他の例である。
【図１０】本発明の第３の実施例を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の第４の実施例を示す模式図である。
【図１２】本発明の第５の実施例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第６の実施例を示す模式図である。
【図１４】本発明の第６の実施例の断面模式図である。
【図１５】本発明の第７の実施例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・枠体、４・・・排気管、５・・・封着材、６・・・有効画面、７・・・貫通孔、８・・・信号線、９・・・走査線、１０・・・電子源、１１・・・接続電極、１２・・・有効面内スペーサ、１３・・・有効面外スペーサ、１４・・・固着材、１５・・・蛍光体層、１６・・・ブラックマトリクス、１７・・・メタルバック（陽極電極）、１８・・・ダミー走査線層、ＩＮＳ・・・絶縁膜（層間絶縁膜）。
【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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【図１４】
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【図１５】
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