(57)【要約】【課題】スペーサ部材の損傷を生じることなく効率良く製造することが可能な平面型の画像表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  隙間を置いて対向配置された第１基板１０と第２基板１２との間に、スペーサ構体２２が設けられている。スペーサ構体は、画像表示領域の外側で第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部３２を有し、少なくとも１つの保持部は、第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力により、第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力をスペーサ構体に付与する張力付与機構３６、３８を有している。【選択図】      図６
2005322526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、
前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、
少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力により、前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力を前記スペーサ構体に付与する張力付与機構を有している画像表示装置。
【請求項２】
前記張力付与機構は、前記スペーサ構体の端部に固定された一端部と前記第１および第２基板のいずれか一方に固定された他端部とを有しているとともに前記第１および第２基板に対して傾斜して延び、前記基板面に垂直な方向の加圧力により前記他端部を支点として回動し前記加圧力を前記スペーサ構体に作用する張力に転換する連結部材を備えている請求項に１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記張力付与機構は、前記第１および第２基板の他方に設けられ、前記連結部材の一端部を前記一方の基板に向けて押圧した押圧部を有している請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記保持部は、前記画像表示領域の外側で前記いずれか一方の基板の内面に固定された固定台と、前記固定台と隙間をおいて前記いずれか一方の基板の内面に固定され、前記スペーサ構体を位置決めする高さ規制部材と、を有し、
前記張力付与機構は、前記第１および第２基板の他方に固定され、前記基板面に垂直な方向の加圧力により前記スペーサ構体の端部を前記固定台と位置規制部材との間に絞り込んで前記スペーサ構体に張力を作用させた押圧部を備えている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、
前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、
少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方の基板に対して着脱可能に取付けられている画像表示装置。
【請求項６】
前記脱着可能な保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方に固定され、スペーサ構体を位置決めしたガイド部材と、前記スペーサ構体に固定され、前記ガイド部材と脱着自在に係合し、前記スペーサ構体に張力を与えたフックと、を有している請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記脱着可能な保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方に固定され、スペーサ構体を位置決めしたガイド部材と、前記スペーサ構体に固定され、前記ガイド部材と隙間を置いて対向したフックと、前記ガイド部材とフックとの間に脱着可能に挿入され、前記スペーサ構体に張力を与えた楔部材と、を有している請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、
前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、
少なくとも１つの保持部は、前記スペーサ構体に作用する張力方向の弾性率が前記スペーサ構体よりも小さい緩衝部を有している画像表示装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの保持部は、前記画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に固定された固定台を有し、前記緩衝部は前記スペーサ構体の端部と固定台との間に架設されている請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記緩衝部は、蛇腹状に形成されている請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記スペーサ構体は、前記第１および第２基板に対向しているとともに、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、を備え、前記支持基板の複数の端部は前記複数の保持部によりそれぞれ保持されている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記スペーサ構体は、互いに平行にかつ隙間を置いて並んで設けられた複数の板状のスペーサを備え、各スペーサの長手方向両端部は前記保持部によりそれぞれ保持されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記外囲器は、真空外囲器である請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記第１基板の内面に設けられた表示面と、前記第２基板の内面上に設けられ、それぞれ前記表示面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子と、を備えている請求項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】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力により、前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力を前記スペーサ構体に付与する張力付与機構を有している画像表示装置の製造方法において、
前記第１および第２基板の少なくとも一方に前記保持部を介してスペーサ構体を保持した後、前記少なくとも一方の基板を熱処理し、
前記熱処理の後、他方の基板を前記少なくとも一方の基板に対して封着し、
前記封着の際、前記張力付与機構により、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力を前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力に変換して前記スペーサ構体に付与することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１６】
隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方の基板に対して着脱可能に取付けられている画像表示装置の製造方法において、
前記第１および第２基板を熱処理し、
前記熱処理の後、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に前記着脱可能な保持部により前記スペーサ構体を保持し、
前記熱処理された第１および第２基板を互いに封着することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１および第２基板の熱処理および封着は、真空雰囲気を破らず、一貫して真空雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像表示装置の製造方法。
【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平面型の画像表示装置およびその製造方法に関する。
【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、薄型の画像表示装置として様々な平面型の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。
【０００３】
例えば、ＳＥＤは、１ないし２ｍｍ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。（特許文献１）。
【０００４】
背面基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧が印加される。背面基板と前面基板の間に印加した強電界により電子放出素子から放出された電子ビームを蛍光体スクリーンに加速衝突させて発光させることにより画像を表示している。
【０００５】
このようなＳＥＤでは、表示装置の厚さを数ｍｍ程度にまで薄くすることができ、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ＣＲＴと比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００６】
前記ＳＥＤにおいて、真空の外囲器を製造するために様々な製造方法が検討されている。例えば、真空装置内において、第１および第２基板を十分に離した状態で両基板をべーキングしながら真空装置全体を高真空になるまで排気する。所定の温度および真空度に到達した際、側壁を介して第１基板と第２基板とを接合する方法が挙げられる。この方法では、シール材として比較的低温で封着が可能な低融点金属が用いられる。
【特許文献１】特開２００２−３１９３４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記構成のＳＥＤにおいて、第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支えるスペーサは、その保持部で画像表示性能を劣化させないように画像表示領域外側まで伸びた一体もののスペーサ部材として構成され、画像表示領域の外側でスペーサ部材の周辺部を基板に保持させるのが一般的である。また、各スペーサ部材を適切な位置に配置させるため、スペーサ部材は張力が付与された状態で保持されるか、あるいは張力が付与されないまでも撓まないような構成により保持する必要がある。
【０００８】
しかしながら、このような周辺部が基板上に保持されたスペーサ部材を用いて真空外囲器を製造する場合、ベーキング等の熱処理工程の際、基板とスペーサ部材との熱膨張差が生じスペーサ部材に損傷が生じ易いという問題がある。このため、スペーサ部材の損傷が許容できる範囲まで熱処理工程の時間を長くして緩やかに処理する必要があり、その結果、生産性が低迷する大きな要因となっていた。
【０００９】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサ部材の損傷を生じることなく効率良く製造することが可能な平面型の画像表示装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、  
前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力により、前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力を前記スペーサ構体に付与する張力付与機構を有している。
【００１１】
この発明の他の態様に係る画像表示装置は、隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、  
前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方の基板に対して着脱可能に取付けられている。
【００１２】
この発明の態様に係る画像表示装置の製造方法は、隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力により、前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力を前記スペーサ構体に付与する張力付与機構を有している画像表示装置の製造方法において、  
前記第１および第２基板の少なくとも一方に前記保持部を介してスペーサ構体を保持した後、前記少なくとも一方の基板を熱処理し、前記熱処理の後、他方の基板を前記少なくとも一方の基板に対して封着し、前記封着の際、前記張力付与機構により、前記第１および第２基板の表面に垂直方向の加圧力を前記第１および第２基板表面と平行な方向に沿った張力に変換して前記スペーサ構体に付与することを特徴としている。
【００１３】
この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、隙間を置いて対向配置されているとともに周辺部同士が接合された第１基板および第２基板と有した外囲器と、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スペーサ構体と、を備え、前記スペーサ構体は、画像表示領域の外側で前記第１および第２基板のいずれか一方に保持された複数の保持部を有し、少なくとも１つの保持部は、前記第１および第２基板のいずれか一方の基板に対して着脱可能に取付けられている画像表示装置の製造方法において、  
前記第１および第２基板を熱処理し、前記熱処理の後、前記第１基板および第２基板のいずれか一方に前記着脱可能な保持部により前記スペーサ構体を保持し、前記熱処理された第１および第２基板を互いに封着することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、スペーサ部材の損傷を生じることなく効率良く製造することが可能な平面型の画像表示装置およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、ＳＥＤに適用した第１の実施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、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。
【００１６】
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。この蛍光体スクリーン１６は、赤、青、緑に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。スペーサ構体２２は、第１基板１０および第２基板１０の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。スペーサ構体２２は、画像表示領域全体を覆って配置されている。
【００２０】
スペーサ構体２２の支持基板２４は矩形状に形成され、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、第１および第２基板１０、１２の画像表示領域よりも大きな寸法に形成され、その周縁部は、画像表示領域の外側と対向している。
【００２１】
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は複数行、複数列に並んで設けられている。真空外囲器１５および支持基板２４の長辺の延出方向を第１方向Ｘ、短辺の延出方向を第２方向Ｙとした場合、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Ｙ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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
支持基板２４の第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、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。
【００２４】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ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。例えば、各第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂはほぼ楕円状の横断面形状を有している。
【００２５】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は、図４ないし図７に示すように、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配置され、支持基板２４の各角部は、保持部３２により第２基板１２固定されている。各保持部３２は、第２基板１２の内面に固定された矩形板状の固定台３４と、スペーサ構体２２の支持基板２４に張力を付与する張力付与機構と、を有している。張力付与機構は、固定台３４と支持基板２４の角部との間を連結した連結部材３６、および第１基板１０の内面に固定され固定台３４と対向した矩形板状の押圧部３８を有している。
【００２６】
押圧部３８および固定台３４はそれぞれ例えば金属により形成され、無機系接着剤、フリットガラス等により第１および第２基板１０、１２に固定されている。連結部材３６は帯状の金属板により形成され、その一端部３６ａは固定台３４に例えば一体成型され、他端部３６ｂは支持基板２４の角部内面に例えば溶接されている。連結部材３６は、支持基板２４の対角軸方向に沿って延び、他端部３６ｂは一端部３６ａよりも支持基板の対角方向に対して外側に位置している。
【００２７】
図６に示すように、第１基板１０および第２基板１２を互いに封着する前の状態において、連結部材３６は、第１基板側から第２基板側に向かって斜めに傾斜して延び、スペーサ構体２２を第２基板１２から浮き上がった状態で弾性的に支持している。これにより、連結部材３６はスペーサ構体２２に作用する応力を緩和することができる。
【００２８】
図７に示すように、第１基板１０および第２基板１２を互いに封着した状態において、連結部材３６の他端部３６ｂは、第１基板１０に固定された押圧部３８により基板表面に対して垂直方向に加圧される。すると、連結部材３６は、一端部３６ａを支点として第２基板１２側へ回動して押し潰され、その全体が固定台３４に接触する。これにより、支持基板２４の角部および連結部材３６は固定台３４と押圧部３８との間に挟持され、スペーサ構体２２は第１および第２基板１０、１２に対して所定位置に保持される。また、連結部材３６が回動することにより、支持基板２４は対角方向に引っ張られ、第１および第２基板１０、１２と平行な方向の張力が付与される。このように、張力付与機構は、基板表面に垂直な方向の加圧力をスペーサ構体に作用する張力に転換する。なお、連結部材３６は、回動方向以外の方向に対するぶれを軽減するため、扁平な板状に形成され、回動方向にだけ剛性が著しく弱い構成としている。
【００２９】
このように保持部３２によって保持されたスペーサ構体２２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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。  
まず、蛍光体スクリーン１６、メタルバック１７および押圧部３８が設けられた第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および固定台３４が接合された第２基板１２と、を用意する。また、スペーサ構体２２を形成する。続いて、スペーサ構体２２を第２基板１２に対して位置決めし、支持基板２４の４つの角部を、それぞれ連結部材３６を介して固定台３４に固定する。この状態において、図６で示したように、スペーサ構体２２は連結部材３６により第２基板１２から浮き上がった状態で弾性的に支持されている。
【００３２】
続いて、図８に示すように、スペーサ構体２２を搭載した第２基板１２および第１基板１０を真空チャンバ内に投入し、この真空チャンバ内を所定の真空度に真空引きする。次いで、真空雰囲気中で各種部材を３５０℃程度の温度に加熱してベーキングし、各基板の表面吸着ガスを放出させる。この際、スペーサ構体２２は連結部材３６によって弾性的に支持されているため、スペーサ構体２２に作用する応力が緩和される。
【００３３】
その後、真空雰囲気内に維持した状態で、第１基板１０および第２基板１２を互いに接近する方向に加圧し、インジウム等の封着材により第１基板１０を側壁１４に封着する。この際、図７に示したように、第１基板１０側に設けられた押圧部３８により対応する連結部材３６を基板表面に対して垂直な方向に押圧して回動させる。これにより、支持基板２４の角部および連結部材３６は固定台３４と押圧部３８との間に挟持され、スペーサ構体２２は第１および第２基板１０、１２に対して所定位置に保持される。また、連結部材３６が回動することにより、支持基板２４は対角方向に沿って４方向に引っ張られ、第１および第２基板１０、１２と平行な方向の張力が付与される。封着後、大気中に取り出すことにより、真空外囲器が形成される。
【００３４】
図９に示すように、上述した熱処理工程では加熱ピークから冷却にかけて第２基板１２とスペーサ構体２２との温度差が発生する。これは、例えば、第２基板１２よりもスペーサ構体２２の方が体積的に圧倒的に熱容量が小さく、受熱放熱による温度変化が著しく早いためである。熱処理工程中でスペーサ構体２２よりも第２基板１２の方が熱膨張量が大きくなると、スペーサ構体２２が周辺保持部から引っ張られ、スペーサ部材に大きな張力が発生する。しかしながら、本実施形態によれば、ベーキング等の熱処理工程の際、スペーサ構体２２は連結部材３６により第２基板１２から浮き上がった状態で弾性的に支持されているため、スペーサ構体２２に作用する応力を緩和することができ、スペーサ構体の損傷を防止することができる。そして、封着後は、張力付与機構によりスペーサ構体２２の支持基板２４に所望の張力を印加し、スペーサ構体を所定位置に正確に配置することが可能となる。
【００３５】
以上のように構成されたＳＥＤおよびその製造方法によれば、周辺部を保持されたスペーサ構体付の基板を熱処理した場合でも、熱膨張差に起因するスペーサ構体の損傷を防止することができる。そのため、熱負荷の大きい短時間での熱処理が可能となり、生産性を大幅に向上することができる。
【００３６】
なお、上述した第１の実施形態では、スペーサ構体２２に対して、張力付与機構を支持基板２４の４つの角部に設ける構成としたが、角部に限らず、支持基板の各辺部に設けても良い。また、支持基板２４の対角方向に対向する２つの角部のいずれか一方を基板に固定し、他方の角部のみを張力付与機構を介して保持する構成としてもよい。また、支持基板は、第１基板側に固定する構成としてもよい。更に、スペーサ構体を複数の細長い板状のスペーサにより構成し、スペーサの少なくとも一端部を前記張力付与機構を介して一方の基板に保持する構成とすることもできる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、スペーサ構体２２の支持基板２４を保持した保持部および張力付与機構の構成が第１の実施形態と相違している。すなわち、第２の実施形態によれば、図１０および図１１に示すように、スペーサ構体２２を構成した支持基板２４の各角部を保持した保持部３２は、第２基板１２の内面に固定された立方体形状の固定台３４、固定台の内側で第２基板１２の内面に固定された立方体形状の高さ規制部材４０、およびスペーサ構体２２の支持基板２４に張力を付与する張力付与機構を有している。張力付与機構は、第１基板１０の内面に固定され固定台３４と高さ規制部材４０との間に対向した矩形板状の押圧部３８を有している。
【００３８】
押圧部３８、高さ規制部材４０はそれぞれ例えばガラスにより形成され、固定台３４は例えば金属により形成され、無機系接着剤、フリットガラス等により第１および第２基板１０、１２に固定されている。高さ規制部材４０は、第２基板１２側に位置した第２スペーサ３０ｂの高さとほぼ等しい高さに形成されている。固定台３４は、高さ規制部材４０よりも高く形成されている。支持基板２４の各角部は、例えば溶接により固定台３４上に固定されている。
【００３９】
図１０に示すように、第１基板１０および第２基板１２を互いに封着する前の状態において、固定台３４に固定された支持基板２４は高さ規制部材４０から離間し、スペーサ構体２２は第２基板１２から浮き上がった状態で支持されている。また、支持基板２４は、面方向について、緩くたるんだ状態で保持されている。そのため、製造中において、スペーサ構体２２は第２基板１２と共に熱処理された場合でも、基板との熱膨張差に起因する応力を緩和し、損傷を防止することができる。
【００４０】
図１１に示すように、第１基板１０および第２基板１２を互いに封着した状態において、支持基板２４の角部は、第１基板１０に固定された押圧部３８により基板表面に対して垂直方向に加圧され、固定台３４と高さ規制部材４０との間に押し込まれる。そして、支持基板２４は、高さ規制部材４０に当接して所定の高さ位置に保持される。また、角部を固定台３４と高さ規制部材４０との間に絞り込むことにより、支持基板２４は対角方向に引っ張られ、第１および第２基板１０、１２と平行な方向の張力が付与される。従って、スペーサ構体２２は、所望の張力が付与された状態で所定位置に位置決めされる。このように、張力付与機構は、基板表面に垂直な方向の加圧力をスペーサ構体に作用する張力に転換する。
【００４１】
第２の実施形態において、ＳＥＤの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、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、スペーサ構体２２の支持基板２４を保持した保持部の構成が第１の実施形態と相違している。すなわち、第３の実施形態によれば、図１２に示すように、スペーサ構体２２を構成した支持基板２４の各角部を保持した保持部３２は、第２基板１２の内面に固定された固定台３４と、固定台と支持基板２４とを連結した緩衝部４２とを有している。緩衝部４２は、支持基板２４の角部から対角軸に沿って延出しているとともに、蛇腹構造を有している。この緩衝部４２は、支持基板２４と同一材料により支持基板と一体的に形成されている。そして、緩衝部４２の延出端が固定台３４上に固定されている。
【００４３】
緩衝部５３は、蛇腹構造によりスペーサ構体２２に作用する張力方向の弾性率が支持基板２４よりも小さく、つまり、柔らかく設計されている。このため、熱処理工程では、緩衝部４２が選択的に伸縮し、スペーサ構体２２に作用する応力を緩和することができる。
【００４４】
第３の実施形態において、ＳＥＤの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、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
上述した実施形態において、スペーサ構体として、支持基板と複数の柱状スペーサとを備えた面状スペーサ構体を用いたが、この発明はこれに限らず、細長い板状のスペーサ構体を用いることもできる。
【００４６】
図１３ないし図１５に示すように、この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤによれば、第２基板１２上に設けられた複数のスペーサ構体２２を備えている。各スペーサ構体２２は、例えばガラスからなる細長い板状のスペーサ３０と、スペーサ３０の両端部をそれぞれ保持した一対の保持部とを有している。複数のスペーサ３０は、第２基板１２の長辺と平行な第１方向Ｘに沿って延びているとともに、短辺と平行な第２方向Ｙに沿って互いに離間して配設されている。各スペーサ３０は、ＳＥＤの画像表示領域内を延びているとともに、その両端部は、画像表示領域の外側まで延出している。また、各スペーサ３０は、第２基板１２の表面に対して垂直に立設されている。そして、各スペーサ３０は、その一側縁が第１基板１０の内面に当接し、他側縁が第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。
【００４７】
図１３ないし図１７に示すように、各スペーサ構体２２は、スペーサ３０の一端部を画像表示領域の外側で第２基板１２に脱着可能に保持した第１保持部３２ａ、およびスペーサの他端部を画像表示領域の外側で第２基板１２に固定的に保持した第２保持部３２ｂを備えている。第２保持部３２ｂは、例えば、フリットガラスで形成され、第２基板１２の内面に対してスペーサ３０の他端部を固定している。
【００４８】
各スペーサ構体２２の第１保持部３２ａは、画像表示領域の外側で第２基板１２の内面上に固定された一対のガイド部材４６と、スペーサ３０の一端部両面にそれぞれ固定され、それぞれガイド部材４６と係合した一対のフック４４と、を備えている。一対のガイド部材４６は、例えばガラスにより形成され、無機系接着剤等により第２基板１２内面に固定されている。一対のガイド部材４６は互いに隙間をおいて配置され、これらのガイド部間に、第１方向Ｘに沿って延びた位置決め溝４７が規定されている。各ガイド部材４６の側壁１４側に位置した上端部には、第２基板表面に対して斜めに傾斜したガイド面４６ａが形成されている。
【００４９】
一対のフック４４は、例えばガラスにより形成され、それぞれ無機系接着剤等によりスペーサ３０の一端部両面にそれぞれ固定されている。これらのフック４４は、スペーサ３０から互いに相反する方向へ突出した一対のフック４４とを有している。各フック４４の第２基板１２側の端部には、第２基板表面に対して斜めに傾斜したガイド面４４ａが形成されている。
【００５０】
図１６に示すように、図示しない第１基板および第２基板１２を互いに封着する前の熱処理工程では、各スペーサ構体２２のフック４４はガイド部材４６から外れた状態にあり、スペーサ３０の一端部は第２基板１２から浮き上がった状態で支持されている。このため、熱処理工程において、第２基板１２とスペーサ構体２２との間に熱膨張差が発生した場合でも、第１保持部３２ａでスペーサ３０のフック４４がガイド部材４６上を滑ることで損傷に至るような大きな応力の発生が抑制される。
【００５１】
図１７に示すように、第１基板および第２基板１２を互いに封着した状態において、各スペーサ構体２２のフック４４はそれぞれガイド部材４６の外側に係合し、引っ掛かった状態に保持される。この際、フック４４およびガイド部材４６に設けたガイド面４４ａ、４６ａにより第１基板を加圧する力により両者をスライドさせ、容易にフック状態とすることができる。同時に、スペーサ３０の一端部は一対のガイド部材４６間に設けられた位置決め溝４７内に挿入され、一対のガイド部材により第２方向Ｙの位置決めが成される。フック４４をガイド部材４６に掛けた状態において、スペーサ３０には、ガイド部材４６により、長手方向に沿った張力が付与される。これにより、スペーサ３０は、画像表示領域ないで数μｍ程度の精度で位置決めされる。
【００５２】
第４の実施形態において、ＳＥＤの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４の実施形態に係るＳＥＤおよびその製造方法によれば、周辺部を保持されたスペーサ構体付の基板を熱処理した場合でも、熱膨張差に起因するスペーサ構体の損傷を防止することができる。そのため、熱負荷の大きい短時間での熱処理が可能となり、生産性を大幅に向上することができる。
【００５３】
第４の実施形態では、各スペーサ３０の一端側を固定端とし、基板の熱処理工程時にスペーサも一緒に加熱する構成としたが、スペーサの第１および第２保持部をいずれも着脱可能な構成とし、基板の熱処理工程の後にスペーサ構体を基板上に組み付ける構成としてもよい。また、上記実施形態では、真空外囲器を一貫して真空雰囲気中で製造する構成としたが、大気中での熱処理工程を適用してもよい。また、上述した着脱自在な保持部を第１および第２の実施形態で示した面状のスペーサ構体に適用してもよい。
【００５４】
図１８ないし図２０に示す第５の実施形態によれば、着脱自在の支持部は他の構成を備えている。すなわち、各スペーサ構体２２は、細長い板状のスペーサ３０、スペーサ３０の一端部を画像表示領域の外側で第２基板１２に脱着可能に保持した第１保持部３２ａ、およびスペーサの他端部を画像表示領域の外側で第２基板１２に固定的に保持した第２保持部３２ｂを備えている。第１保持部３２ａは、画像表示領域の外側で第２基板１２の内面上に固定された一対のガイド部材４６と、スペーサ３０の一端部両面にそれぞれ固定され、スペーサ３０から互いに相反する方向へ突出した一対のフック４４とを備えている。各フック４４は、ガイド部材４６と隙間を置いて対向している。そして、各フック４４とガイド部材４６との間には、例えばガラスで形成された楔部材５０が密着して挿入されている。これにより、スペーサ３０は、ガイド部材４６および楔部材５０により、長手方向に沿った張力が付与される。これにより、スペーサ３０は、画像表示領域ないで数μｍ程度の精度で位置決めされる。
【００５５】
図１９に示すように、熱処理工程において、各スペーサ構体２２のフック４４はガイド部材４６との間に隙間を置いて位置している。このため、熱処理工程において、第２基板１２とスペーサ構体２２との間に熱膨張差が発生した場合でも、スペーサ構体２２は損傷に至るような大きな応力の発生が抑制される。
【００５６】
図２０に示すように、封着工程では、各フック４４とガイド部材４６との間に楔部材５０を挿入され、スペーサ３０に適切な張力が付与される。楔部材５０の挿入処理では、封着工程の前に第２基板１２上のスペーサ３０側を軽く加熱する。これにより、スペーサ３０が素早く熱膨張し、フック４４とガイド部材４６との隙間が拡大する。この状態で楔部材５０を挿入する。その後、スペーサ３０が冷えて収縮することにより、楔部材５０はフック４４とガイド部材４６と間に強固に挟持される。以上の工程により、楔部材５０を容易に挿入することができる。
【００５７】
第５の実施形態において、ＳＥＤの他の構成は前述した第４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５の実施形態においても、第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
次に、この発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態では、スペーサ構体２２における細長い帯状のスペーサ３０を保持した保持部の構成が第４の実施形態と相違している。すなわち、第６の実施形態によれば、図２１に示すように、スペーサ３０の一端部を保持した保持部３２ａは、画像表示領域の外側で第２基板１２の内面に固定された固定台３４、および固定台とスペーサ３０とを連結した緩衝部４２を有している。緩衝部４２は、スペーサ３０と平行に延びているとともに、蛇腹構造を有している。この緩衝部４２は、例えば金属により形成されている。
【００５９】
緩衝部４２は、蛇腹構造によりスペーサ構体２２に作用する張力方向の弾性率がスペーサ３０よりも小さく、つまり、柔らかく設計されている。このため、熱処理工程では、緩衝部４２が選択的に伸縮し、スペーサ構体２２に作用する応力を緩和することができる。
【００６０】
図２２に示す第７の実施形態は、帯状スペーサ構体における保持部の他の形態を示している。ここでは、スペーサ３０の一端部を保持した保持部３２ａは、画像表示領域の外側で第２基板１２の内面に固定された一対の固定台３４を有している。固定台３４はスペーサ３０の長手方向と直交する第２方向Ｙに沿って隙間を置いて配置されている。これらの固定台３４間には、板状の梁部材５２が架設され第２方向Ｙに沿って延びている。梁部材５２は第２基板１２の表面に対して垂直に立設されている。梁部材５２は例えば金属板により形成され、矢印Ｄで示すように、スペーサ３０の長手方向、つまり、第１方向Ｘに沿って弾性変形可能となっている。スペーサ３０の一端は、例えば無機系接着剤により、梁部材５２の中央部に固定されている。
【００６１】
上記構成によれば、梁部材５２はスペーサ３０に作用する張力方向に対して直交する方向に延びている。そのため、熱処理工程において、梁部材５２はスペーサ３０の長手方向の伸縮に応じて弾性変形して緩衝部として機能し、スペーサ構体２２に作用する応力を緩和することができる。
【００６２】
上述した第６および第７の実施形態において、ＳＥＤの他の構成は前述した第４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６および第７の実施形態においても、第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。第７の実施形態で示した保持部の構成は、前述した面状のスペーサ構体を備えたＳＥＤにも適用することができる。
【００６３】
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。  
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】
【００６４】
【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】図１の線Ｂ−Ｂに沿った前記ＳＥＤの断面図。
【図４】前記ＳＥＤの第２基板およびスペーサ構体を示す斜視図。
【図５】前記スペーサ構体における支持基板の保持部を示す分解斜視図。
【図６】加熱工程時における基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す図１の線Ｃ−Ｃに沿った断面図。
【図７】封着後における基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図８】前記ＳＥＤの製造工程を概略的に示すフローチャート。
【図９】加熱工程における第２基板の温度変化、および第２基板とスペーサ構体との温度差の変化を示す図。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤにおいて、加熱工程時の基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図１１】前記第２の実施形態において、封着後における基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図１２】この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体および保持部を示す斜視図。
【図１３】この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤの第２基板およびスペーサ構体を示す斜視図。
【図１４】前記第４の実施形態に係るＳＥＤの断面図。
【図１５】前記第４の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を示す平面図。
【図１６】前記第４の実施形態に係るＳＥＤにおいて、加熱工程時の基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図１７】前記第４の実施形態において、封着後における基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図１８】この発明の第５の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を示す平面図。
【図１９】前記第５の実施形態に係るＳＥＤにおいて、加熱工程時の基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図２０】前記第５の実施形態において、封着後における基板、スペーサ構体、および保持部の配置構成を示す断面図。
【図２１】この発明の第６の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を示す断面図。
【図２２】この発明の第７の実施形態に係るＳＥＤのスペーサ構体を示す平面図。
【符号の説明】
【００６５】
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、  ２２…スペーサ構体、
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、  ３２…保持部、  ３２ａ…第１保持部、
３２ｂ…第２保持部、  ３４…固定台、  ３６…連結部材、  ３８…押圧部、
４２…緩衝部
【図１】
2005322526.tif 000003
【図２】
2005322526.tif 000004
【図３】
2005322526.tif 000005
【図４】
2005322526.tif 000006
【図５】
2005322526.tif 000007
【図６】
2005322526.tif 000008
【図７】
2005322526.tif 000009
【図８】
2005322526.tif 000010
【図９】
2005322526.tif 000011
【図１０】
2005322526.tif 000012
【図１１】
2005322526.tif 000013
【図１２】
2005322526.tif 000014
【図１３】
2005322526.tif 000015
【図１４】
2005322526.tif 000016
【図１５】
2005322526.tif 000017
【図１６】
2005322526.tif 000018
【図１７】
2005322526.tif 000019
【図１８】
2005322526.tif 000020
【図１９】
2005322526.tif 000021
【図２０】
2005322526.tif 000022
【図２１】
2005322526.tif 000023
【図２２】
2005322526.tif 000024