(57)【要約】【課題】制御電極等の内部構造物を高精度で組立て、これを保持して高品質の画像表示装置を提供する。【解決手段】背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２と封止枠ＭＦＬで形成される封止領域内に設置される制御電極を構成する帯状電極素子ＭＲＧ、スペーサＳＰＣを含む内部構造物を、それぞれの固着面に介挿された３５０°Ｃ以下で硬化し、かつ前記封止領域を形成するための封止排気温度以上の耐熱性を有する固着剤からなる無機物平滑層で固着した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在し、前記一方向と交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線と、前記陰極配線と非接触で交差し、かつ前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記陰極配線との交叉部に画素を形成して前記電子源からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を１または複数個有する互いに独立した複数の帯状電極素子を平行配列した制御電極を内面に有する背面パネルと、
陽極及び蛍光体を内面に有して前記背面基板と所定の間隔をもって対向配置した前面パネルと、
前記背面パネルと前記前面パネルの間の貼り合わせ端縁近傍を周回して前記前面パネルと前記背面パネルの間に設置されて前記背面パネルと前記前面パネルを封止するための封止枠と、
前記背面パネルと前記前面パネルの間に介挿されて両者の対向領域を所定の間隙に保持するためのスペーサとを有し、
前記背面パネルと前記前面パネルおよび前記封止枠で形成される封止領域内に設置される前記制御電極、前記スペーサを含む内部構造物の少なくとも１つが、その固着面に介挿され、前記電子源の燃焼温度以下で硬化し、かつ前記封止領域を形成するための封止排気温度以上の耐熱性を有する固着剤からなる無機物平滑層で固着されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記電子源がカーボンナノチューブであ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３】
前記硬化温度が３５０°Ｃ以下であ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４】
前記耐熱性が５００°Ｃ以上であ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５】
前記無機物平滑層の厚みが５μｍ以下であ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６】
前記無機物平滑層の厚みが１μｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記無機物平滑層が、多官能シランを含む液状接着剤であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二枚のパネルと封止枠で形成される真空中への電子放出を利用した画像表示装置に係り、特に、電子源から低電圧で高密度の電流を引き出すことで、低消費電力で高品質の画像表示を実現した画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、省スペースの平板状ディスプレイ（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。また、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表示装置（電子放出型表示装置、または電界放出型表示装置と呼ばれる。以下、ＦＥＤと称する）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表示装置が実用される傾向にある。
【０００４】
このようなパネル型の表示装置のうち、特にＦＥＤとして、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらにより発案された電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル（ＭＩＭ）型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造（表面伝導型電子源とも呼ばれる）をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブによる電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【０００５】
ＦＥＤは、第１基板の内面に電界放出型の電子源を有する陰極配線と制御電極とを形成した背面パネルと、この背面パネルと対向する第２基板の内面に陽極と蛍光体を形成した前面パネルを有し、両者の間の貼り合わせ端縁近傍を周回して封止枠を設置して封止し、その内部を真空にして構成される。また、背面パネルと前面パネルとの間の間隔を表示領域の全域にわたって所定値に保持するために、当該背面パネルと前面パネルの間に間隔保持部材が設けられている。なお、この種の従来技術に関しては、特許文献１、特許文献２などを挙げることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１３４７０１号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０６５０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＥＤでは、背面パネルと前面パネルの間の貼り合わせ端縁近傍を周回して封止枠を介在させて、それぞれの当接部（端面等）をフリットガラス等の接着剤で固定し、内部を真空に封止し、これを保持している。これら背面パネル、前面パネルおよび封止枠の組み立てにおいては、背面パネルの内面に電子源を有する陰極配線、該電子源に近接させて配置される電子通過孔を有する制御電極、背面パネルと前面パネルの間に直接または制御電極を介して設置されるスペーサなどの管内構造物も、それぞれの当接部（固着面）に接着剤を介して固着される。背面パネル、前面パネルおよび封止枠で形成される封着領域の内部の真空を十分に保持するために、それらの間の封着は確実でなければならない。
【０００８】
しかし、背面パネルの外周には制御電極またはその引き出し線、陰極配線またはその引き出し線などの電極あるいは配線等が設けられており、これらの電極あるいは配線等により固着面は５０μｍ程度の凹凸面となっている。そのため、封止枠と背面パネルは、上記の凹凸を吸収して内部の真空保持に耐える固着を実現する必要がある。また、ＦＥＤは真空管であるので、その製造プロセスには封着／排気工程を要する。そして、前面パネルとの貼り合わせを行う封着／排気工程では、４００°Ｃ以上の高温処理が必要とされる。そのため、上記の封止剤にはフリットガラスが一般的に使用されている。また、制御電極やスペーサなどの内部構造物の取り付けに用いる固着剤は、高温プロセスでも固着を保持できる必要がある。したがって、この部分の取り付けもフリットガラスの使用が一般的である。
【０００９】
封止領域内部に設置される陰極配線に設ける電子源としてカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴとも称する）を用いる場合、このＣＮＴは３５０°Ｃを越えるような高温で燃焼し易く、また特性が劣化し易いために、窒素等の不活性ガス中での処理が必要となる。しかし、このような不活性ガス中での処理は製造コストの低減を阻害するため、ＣＮＴの特性を維持し、かつ大気中での工程を想定した場合、最終の封止／排気以外は低温工程プロセスであることが望ましい。しかし、フリットガラスによる内部構造物の固着では低温プロセス化が難しい。
【００１０】
また、背面パネルと前面パネルおよび封止枠を固定する封止剤、内部構造物の固着剤がともにフリットガラスである場合、封止工程における温度は必然的にフリットガラスの溶解温度を越えることになるため、一旦固定した内部構造物が動いて初期の位置からのずれを生じ、高品質のＦＥＤを得ることが難しい。したがって、内部構造物の固着には、ＣＮＴの燃焼を抑制する３５０°Ｃ以下で硬化でき、かつ硬化後に封着／排気工程の４００°Ｃ以上の耐熱性がある固着剤であることが望ましい。
【００１１】
本発明の目的は、上記に鑑み、ＣＮＴの燃焼温度以下で硬化し、かつ硬化後にフリットガラスの軟化温度以上の耐熱性を有する固着剤で内部構造物を固着して高品質の表示を可能とした画像表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、一方向に延在し、前記一方向と交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線と、前記陰極配線と非接触で交差し、かつ前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記陰極配線との交叉部に画素を形成して前記電子源からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を１または複数個有する互いに独立した複数の帯状電極素子を平行配列した制御電極を内面に有する背面パネルと、陽極及び蛍光体を内面に有して前記背面基板と所定の間隔をもって対向配置した前面パネルと、前記背面パネルと前記前面パネルの間の貼り合わせ端縁近傍を周回して前記前面パネルと前記背面パネルの間に設置されて前記背面パネルと前記前面パネルを封止するための封止枠と、前記背面パネルと前記前面パネルの間に介挿されて両者の対向領域を所定の間隙に保持するためのスペーサとを有する画像表示装置における前記背面パネルと前記前面パネルおよび前記封止枠で形成される封止領域内に設置される前記制御電極、前記スペーサを含む内部構造物の少なくとも１つを、その固着面に介挿され、前記電子源の燃焼温度以下で硬化し、かつ前記封止領域を形成するための封止排気温度以上の耐熱性を有する固着剤からなる無機物平滑層で固着した。
【００１３】
本発明では、上記無機物平滑層の厚みを５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下とし、かつ耐熱性が５００°Ｃ以上である固着剤を用いる。なお、無機物平滑層としては、多官能シランを含む液状接着剤が好適である。硬化は、この液状接着剤を固着すべき内部構造体の固着面に塗布し、３５０°Ｃ以下で加熱処理する方法、あるいはその後に紫外線（ＵＶ）照射で硬化を促進する方法を採用する。
【００１４】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による画像表示装置の構成例を模式的に説明する断面図である。図中、ＳＵＢ１はガラス等を好適とする絶縁基板からなる背面パネルＰＮ１を構成する背面基板であり、その内面に一方向ｙ（ここでは、水平方向）に延在し他方向（ここでは、垂直方向）ｘに並設され、かつＣＮＴを用いた電子源Ｋを有する複数の陰極配線ＣＬを形成してある。また、この背面パネルＰＮ１には、陰極配線ＣＬと非接触で交差し、かつｘ方向に延在しｙ方向に並設されて陰極配線ＣＬとの交叉部に画素を形成して電子源Ｋからの電子を前面パネルＰＮ２側に通過させる複数の電子通過孔ＥＨＬを有する互いに独立した複数の帯状電極素子ＭＲＧを平行配列した制御電極を有している。帯状電極素子ＭＲＧは鉄系の薄板ウエブにホトリソグラフィー技法等を用いて電子通過孔ＥＨＬと共に、背面基板ＳＵＢ１側に突出する脚部ＬＥＧを形成してある。脚部ＬＥＧは陰極配線ＣＬの間で背面基板ＳＵＢ１に当接し、後述の方法で固着される。
【００１６】
一方、背面パネルＰＮ１に対してｚ方向に所定の間隔をもって前面パネルＰＮ２が貼り合わされている。前面パネルＰＮ２はガラス等の透明絶縁基板からなる前面基板ＳＵＢ２の内面に蛍光体ＰＨＳと、この蛍光体ＰＨＳを覆う陽極ＡＤＥを有する。背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２は、その貼り合わせ端縁近傍を周回して前面パネルＰＮ２と背面パネルＰＮ１の間に設置されて両パネルを封止するための封止枠ＭＦＬで封止され、封止された内部が真空とされる。なお、封止された前面パネルＰＮ２と背面パネルＰＮ１の間の表示領域には両パネルを所定の間隔に保持するためのスペーサＳＰＣが設置されている。このスペーサＳＰＣはガラス板等の薄い絶縁板からなり、ここでは３本の陰極配線毎に設置されている。しかし、スペーサＳＰＣの設置位置、陰極配線に対する設置数は画像表示装置の画面サイズ、解像度などで最適設計すべきものである。
【００１７】
このような構成において、陰極配線ＣＬと帯状電極素子ＭＲＧおよび陽極ＡＤＥの間に所定の電位差が与えられ、陰極配線ＣＬに設けた電子源Ｋからの電子Ｅは制御電極を構成する帯状電極素子ＭＲＧに有する電子通過孔ＥＨＬを通って陽極ＡＤＥに指向し、蛍光体ＰＨＳを励起して所定の波長で発光させる。この画素を二次元配置して前面パネルＰＮ２に表示領域が形成されて、ここに画像が表示される。
【００１８】
図２は図１に示した画像表示装置の機械的な構成をさらに説明するための模式的な展開斜視図であり、図１と同一参照符号は同一機能部分に対応する。背面パネルＰＮ１の内面に形成された陰極配線ＣＬからは、当該陰極配線ＣＬ自体、または別体の端子が当該背面パネルＰＮ１を構成する背面基板ＳＵＢ１の端部まで引き出され、陰極引き出し端子ＣＬ−Ｔを形成している。また、陰極配線と絶縁されて背面基板ＳＵＢ１に固着される制御電極ＭＧを構成する帯状電極素子ＭＲＧも背面パネルＰＮ１を構成する背面基板の端部まで延びており、帯状電極素子引き出し端子ＭＲＧ−Ｔを形成している。
【００１９】
スペーサＳＰＣは薄いガラス板から成り、制御電極ＭＧを構成する帯状電極素子ＭＲＧを横断して設置される。前面基板ＳＵＢ２の内面に陽極ＡＤＥと蛍光体ＰＨＳを有する前面パネルＰＮ２は封止枠ＭＦＬを介在させて背面パネルＰＮ１に貼り合わされる。
【００２０】
図３は陰極配線や制御電極を形成した背面パネルに前面パネルを封止枠を介して貼り合わせる状態の説明図であり、図３の（ａ）は背面パネルと封止枠および前面パネルの位置関係を示す展開斜視図、図３の（ｂ）は背面パネルと封止枠および前面パネルを貼り合わせた状態における図３の（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。図３において、図１、図２と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。なお、参照符号ＥＸＣは排気管を示し、スペーサＳＰＣは図示を省略した。
【００２１】
陰極配線ＣＬを形成した背面基板ＳＵＢ１に制御電極を構成する帯状電極素子ＭＲＧを上記陰極配線ＣＬと絶縁させた状態で固着する。図３では、帯状電極素子ＭＲＧを封止枠ＭＦＬで抑え、背面基板ＳＵＢ１と封止枠ＭＦＬの固着と同時に帯状電極素子ＭＲＧを背面基板ＳＵＢ１に固着する。このとき、図１に示した帯状電極素子ＭＲＧの脚部も同様にして背面基板ＳＵＢ１に固着する。この背面基板ＳＵＢ１への帯状電極素子ＭＲＧと封止枠ＭＦＬの固着は下記のスペーサの固着と同様に行われる。すなわち、陰極配線ＣＬを形成した前面基板ＳＵＢ１の封止枠ＭＬＦの当接面にフリットガラスを介在させて固着する。
【００２２】
図４は背面パネルと前面パネルの間に介挿するスペーサの配置を説明する概念図である。内部構造物の一つであるスペーサＳＰＣは背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２を橋絡する如く設置される。前記したように、スペーサＳＰＣは薄板状のガラス板を好適とし、背面パネルＰＮ１側に一辺を固定し、他辺を前面パネルＰＮ２側に無機物平滑層で固着する。この無機物平滑層の厚みは５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下であり、かつ耐熱性が５００°Ｃ以上である固着剤を用いる。無機物平滑層としては、多官能シランを含む液状接着剤としての（ａ）エトキシシラン単独またはＺｒ，Ｔｉ，Ｓｎなどのアルコキシドを含んだ液状接着剤、（ｂ）常温および７０°Ｃ以下の低温硬化型の液状シリコーン接着剤を用いる。
【００２３】
これらの液状接着剤を背面パネルＰＮ１、前面パネルＰＮ２のスペーサ設置端面に塗布し、上記方法で硬化させることで背面パネルＰＮ１とスペーサＳＰＣの間および前面パネルＰＮ２とスペーサＳＰＣの間を固着し、固着される部材の端面に無機物平滑層が形成される。したがって、背面パネルＰＮ１とスペーサＳＰＣの間および前面パネルＰＮ２とスペーサＳＰＣの間を高精度に固着することができる。
【００２４】
無機物平滑層を形成する固着剤として多官能シランを含む上記の液状接着剤を用いることで、１０°Ｃ以下の低温での硬化が可能で、５００°Ｃ以上の耐熱性を有するため、後段の排気工程以外の工程でのスペーサの取付け精度を劣化させることがない。
【００２５】
図５は本発明による画像表示装置の背面パネルの一構成例を説明するための前面パネルを除去して示す背面パネルの平面図である。図１〜図３と同一参照符号は同一機能部分に対応する。なお、参照符号ＡＲは被露光領域であり、またスペーサは図示を省略した。この構成例は、背面基板ＳＵＢ１への帯状電極素子ＭＲＧの主たる固着を封止枠ＭＦＬとは別個の一対の抑え部材ＨＬＭを用いるものである。すなわち、一対の抑え部材ＨＬＭは封止枠ＭＦＬの内側で帯状電極素子ＭＲＧの両端に配置され、上記と同様の無機物平滑層を用い、同様の硬化で固着する。前面パネルＰＮ２と封止枠ＭＦＬの固着も同様の無機物平滑層を用い、同様の方法で固着を行う。
【００２６】
この構成例では、帯状電極素子ＭＲＧの固着がより確実となり、特に帯状電極素子ＭＲＧの引出し端子ＭＲＧ−Ｔを当該帯状電極素子ＭＲＧとは不連続な別個の配線として、帯状電極素子ＭＲＧと引出し端子ＭＲＧ−Ｔの接続部を封止枠ＭＦＬの内部に位置させた場合に有効である。
【００２７】
図６は本発明による画像表示装置の背面パネルの他の構成例を説明するための前面パネルを除去して示す背面パネルの平面図である。図１〜図３と同一参照符号は同一機能部分に対応する。この構成例では、背面基板ＳＵＢ１への帯状電極素子ＭＲＧの固着を封止枠ＭＦＬとは別個の抑え枠ＨＬＬを用いるものである。すなわち、抑え枠ＨＬＬは封止枠ＭＦＬの内側で、かつ表示領域ＡＲを囲む位置で帯状電極素子ＭＲＧを抑えるように配置されている。この抑え枠ＨＬＬは上記と同様の無機物平滑層を用い、帯状電極素子ＭＲＧを固着する。
【００２８】
この構成例では、帯状電極素子ＭＲＧを予め抑え枠に固着した状態で背面基板ＳＵＢ１に組み込むことができる。本構成例では、帯状電極素子ＭＲＧの設置作業が容易かつ確実であると共に、図５と同様に引出し端子ＭＲＧ−Ｔを当該帯状電極素子ＭＲＧとは不連続な別個の配線として、帯状電極素子ＭＲＧと引出し端子ＭＲＧ−Ｔの接続部を封止枠ＭＦＬの内部に位置させた場合に有効である。
【００２９】
以上の実施例では、スペーサＳＰＣを帯状電極素子ＭＲＧと交差する方向に設置している。この場合、スペーサＳＰＣの背面基板ＳＵＢ１側の端縁に凹部を形成し、当該凹部の間に形成される凸部を背面基板ＳＵＢ１に当接させ、この当接部と背面基板ＳＵＢ１の間にも無機物平滑層の固着剤を介在させてもよい。
【００３０】
さらに、スペーサＳＰＣを帯状電極素子ＭＲＧと平行な方向で帯状電極素子ＭＲＧの間に設置することもできる。すなわち、スペーサＳＰＣは陰極配線ＣＬを横断して設置される。この場合、陰極配線ＣＬ側に凹部を形成し、当該凹部の間に形成される凸部を背面基板ＳＵＢ１に当接させ、この当接部と背面基板ＳＵＢ１の間にも無機物平滑層の固着剤を介在させてもよい。
【００３１】
上記した本発明の各構成例で説明した背面パネルＰＮ１、封止枠ＭＦＬ、前面パネルＰＮ２で形成される封止領域内にある帯状電極素子ＭＲＧ、スペーサＳＰＣ、その他の内部構造物の固着を無機物平滑層の硬化で行うため、その無機物平滑層の塗布厚が３０μｍ以下の薄層でも充分な固着特性を示す。膜厚が１０μｍ〜２５０μｍである従来のフリットガラスを用いるものに比べて、本発明の無機物平滑層を用いた場合、一旦固定した内部構造物が封止排気工程での高温処理により初期の位置からずれるという現象が生じ難い。フリットガラスによる接着膜厚Ｔｏと、本発明の無機物平滑層による接着膜厚Ｔｉの関係を、Ｔｉ／Ｔｏ＜０．１とすると、高精度の組立てが可能で高品質のＦＥＤを得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、背面パネルと前面パネルおよび封止枠で形成される封止領域内に設置される内部構造物の固着を低温で硬化し、且つ封止排気工程での高温処理でも軟化しない材料からなる無機物平滑層を用いることにより、当該内部構造物を高精度で組立て、これを保持することが可能となり、高品質の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】本発明による画像表示装置の構成例を模式的に説明する断面図である。
【図２】図１に示した画像表示装置の機械的な構成をさらに説明するための模式的な展開斜視図である。
【図３】陰極配線や制御電極を形成した背面パネルに前面パネルを封止枠を介して貼り合わせる状態の説明図である。
【図４】背面パネルと前面パネルの間に介挿するスペーサの配置を説明する概念図である。
【図５】本発明による画像表示装置の背面パネルの一構成例を説明するための前面パネルを除去して示す背面パネルの平面図である。
【図６】本発明による画像表示装置の背面パネルの他の構成例を説明するための前面パネルを除去して示す背面パネルの平面図である。
【符号の説明】
ＰＮ１・・・・背面パネル、ＰＮ２・・・・前面パネル、ＳＵＢ１・・・・背面基板、ＳＵＢ２・・・・前面基板、ＣＬ・・・・陰極配線、ＣＬ−Ｔ・・・・陰極配線引出し線、ＭＧ・・・・制御電極、ＭＲＧ・・・・制御電極を構成する帯状電極素子、ＭＲＧ−Ｔ・・・・制御電極引出し線、ＭＦＬ・・・・封止枠、ＥＸＣ・・・・排気管、Ｋ・・・・電子源、ＥＨＬ・・・・電子通過孔、ＬＥＧ・・・・脚部。
【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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