(57)【要約】【課題】  低コストで量産性に優れ、しかも組み立てられたパネル本体の品質が良好で信頼性に優れた画像表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  電極１、１０１と、電極などの部材を収容した容器とを備え、電極１から電子を放出し画像を表示する薄型画像表示装置において、容器の内表面又は容器内部に収容した部材の表面に、低表面抵抗の導電性接着剤を有する。導電性接着剤は、表面抵抗が１×１０１０Ω／□以下である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、該電極などの部材を収容した容器とを備え、前記電極から電子を放出し画像を表示する薄型画像表示装置において、
前記容器の内表面又は容器内部に収容した部材の表面に、低表面抵抗の導電性接着剤を有することを特徴とする薄型画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄型画像表示装置において、
前記導電性接着剤は、表面抵抗が１×１０１０Ω／□以下であることを特徴とする薄型画像表示装置。
【請求項３】
請求項１記載の薄型画像表示装置において、
前記導電性接着剤は、カーボン入りシリコン系熱硬化型樹脂からなる接着剤であることを特徴とする薄型画像表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の薄型画像表示装置において、
前記カーボンは、突起を有する粒子形状であることを特徴とする薄型画像表示装置。
【請求項５】
電極と、表示面基板、背面基板及び支持枠からなり、前記電極などの部材を収容した容器とを備え、前記電極から電子を放出し画像を表示する薄型画像表示装置を製造する方法において、
前記表示面基板、背面基板、支持枠及び容器内部に収容する部材の接着する又は相対する部分のいずれかに、それぞれシリコン系熱硬化型樹脂からなる接着剤を塗布すること、装置全体を組み立てて加熱することとを有することを特徴とする薄型画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の薄型画像表示装置の製造方法において、
前記容器内部に収容する部材には、カーボン入りシリコン系熱硬化型樹脂を用いることを特徴とする薄型画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型の画像表示装置（以下「ＦＥＤ」と呼ぶ）に係り、特にＦＥＤに好適なスペーサを電気的に接続する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として、真空封止を必要とする真空容器を持ち、特に電圧を印加するもので帯電防止、電圧破壊防止を必要とするもの（例えばブラウン管、ＰＤＰ）が知られている。
【０００３】
近年、液晶表示装置に対し、自発光型フラットパネルディスプレイの実用化が目覚ましく、種々のフラットパネル構造が提案されている。ＦＥＤは、真空封着した真空容器内に、真空耐圧でつぶれないように薄い板状などのスペーサを設ける。スペーサは、固定/導接するその両端がアノードとカソードである。アノードとカソード間には、カソードから出る電子を加速して引き寄せる高電圧が印加してあるため、スペーサの両端にも高電圧が印加する。電子を放出する冷陰極電子源として、電界放出型（ＦＥ）、金属／絶縁層／金属型（ＭＩＭ）等が知られている。
【０００４】
カソードから出た電子の大部分はアノードの蛍光体に当たって発光させる。しかし、一部は、電子がアノードに当たったとき後方に散乱して、その電子がスペーサに衝突してスペーサから２次電子を放出し、スペーサに正のイオンを残し、スペーサを（＋）に帯電させる。スペーサが帯電すると、図５に示すように、電子を引き付ける電界を起こす。その結果、カソードから出た電子はスペーサが帯電していると電界で吸引されて所定でない軌道４２を通過し、所定の軌道４１の位置にある所定の蛍光体１０３の発光を得られず、時に発光しないという課題がある。これは、映像を表示すると、スペーサの周囲が黒い帯び状に観えてしまう。
【０００５】
これを防ぐためには、スペーサに帯電した電荷をすばやく（次の表示順番に至るまえに）リークさせるのが良く、スペーサに電流を流して電荷をリークしてスペーサ帯電をできる限り小さく抑えている。しかし、スペーサと基板との電気的接続は難しく、従来は、ガラスフリットにＡｇなどの導電材を混ぜ込んだガラスフリット導電性接着剤を用いていた。例えば特許文献１では、スペーサの表面に抵抗付与し、アノード側をガラスフリットにより接合材で固定し、カソード側が導電性柔軟部材に当接して電気接合しており、カソード側に接合材を用いると接合剤がはみ出して電界を乱し電子の軌道を曲げることが示されている。また、特許文献２では、スペーサ固定構造を有し、スペーサの両側を固着し、固着材にガラスフリットを使用している。
【特許文献１】特許第３２３４１８８号公報
【特許文献２】特許第３１２９９０９号公報
【特許文献３】特開２００４−１８２９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において、スペーサとカソードの固定は当接（押し付け）のため、スペーサのアノード側のみ固定となり、図６（ａ）（ｂ）に示すように、高さや幅寸法が変動してゆがみが発生する。高さでは、±１００μｍ、幅では、±２００μｍ程のゆがみがある。そのため、片側だけの固定では、固定されない側のスペーサの幅ゆがみが補正されないため、カソード側のスペーサを当接する電極幅（幅およそ２００μｍ）をスペーサがはみ出す。はみ出したスペーサは、カソードからの電子の出射の妨げになり、映像が暗くなる問題が生じる。そこで、特許文献２のように、カソード側も接着剤で固定する方法を採るが、スペーサの幅より接着剤がはみ出すと、電界を乱してカソードから出射する電子の軌道に影響を与える。
【０００７】
接着剤の主成分であるガラスフリットは、バインダの硬化前に溶解し導電材のＡｇを覆うため表面に絶縁層が形成される。ガラス層は絶縁物であるため、上述のような用い方をして接着剤がはみ出すと、接着剤の表面にあるガラス層が帯電するため、電界を乱し電子の軌道に影響を与える。Ａｇの形状がフレーク状なのでこの現象は顕著に表れるのではと考えられる。また、ガラスフリットを用いた接着剤は、焼結するまでに粘度が低下してだれるため、幅を狭いままで厚く塗布することが困難（２００μｍ幅で２０μｍ高さ）であり、接着剤のはみ出しが生じ易いという問題もある。
【０００８】
本発明者は、従来技術によるＦＥＤに全面白表示するような信号を入力して表示画面を観察した。従来のガラスフリット導電性接着剤で固定したスペーサを設けた位置の周辺部分では、図４に示すように、白表示にならず、帯び状の黒表示（蛍光体が発光しない状態）になった。また、スペーサを設けてなくても、スペーサとスペーサの間の従来のガラスフリット導電性接着剤を塗った部分も帯び状の黒表示（蛍光体が発光しない状態）が観察された。
【０００９】
従来のガラスフリット導電性接着剤は表面抵抗が高く、スペーサのない部分の接着剤表面が帯電し、帯び状の黒表示が現われたと考えられる。また、スペーサとガラスフリット導電性接着剤と接合部分においても接着剤の表面抵抗が高いため、十分な電気的接続を得られなかったのではと考えた。そこで、従来のガラスフリット導電性接着剤の表面抵抗を測定したところ、１×１０１２Ω／□であった。測定は、従来のガラスフリット導電性接着剤の表面に２個の電極を押し当てて電極に加わる電圧と電流から抵抗を求める方法で行った。この表面抵抗の適正値は、スペーサに流れる電流をスムーズに流すのが良いため、スペーサの表面抵抗に一致するのが最適であって、それ以下の値が好適である。スペーサの表面抵抗１×１０６〜１×１０１０Ω／□なので、ガラスフリット導電性接着剤の表面抵抗は、１×１０６〜１×１０１０Ω／□より小さい必要があると考えられる。今回測定した表面抵抗は、上記した表面抵抗の好適値より大きい。その結果、導電性接着剤を塗った部分が帯電し、帯び状の黒表示が現われたと考えられる。
【００１０】
また、従来のガラスフリットでは表面抵抗が大きくなったが、これは焼結時にガラスフリット中のバインダが燃えてガラスが溶けて固体になるときに導電材を覆ったためと考えられる。
【００１１】
そこで、バインダを含まない導電性接着剤であれば、従来例のような導電材を覆う現象が生じることなく、また、導電材は、表面を凸凹にし易いカーボン形で構成すると良いと考えられる。その結果、固着後の接着剤の表面抵抗が従来より低くなることがわかった。なお、カーボンの微粉末は高温空気中で燃える場合があるが、そのような場合にも、シリコン系は温度をガラス系より５０度以上低くできるので燃えにくい。また、ガラス系のようにバインダを燃す必要がないため酸素を必要としない特徴があって、真空雰囲気やＮ２などの不燃ガス雰囲気で加工できるのでカーボンが燃える心配はない。
【００１２】
以上から、ＦＥＤに用いる導電性接着剤は、その表面抵抗を１×１０１０Ω／□以下、より好ましくは１×１０６Ω／□以下とすることで、従来の課題を解決可能と考えられる。また、導電性接着剤は、シリコン系樹脂に、表面を凸凹にし易いカーボン形導電材を混入することで実現できるものと考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、従来の問題点を解消し、低コストで量産性に優れ、しかも組み立てられたパネル本体の品質が良好で信頼性に優れた画像表示装置及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】
【００１４】
本発明は、電極と、該電極などの部材を収容した容器とを備え、前記電極から電子を放出し画像を表示する薄型画像表示装置において、前記容器の内表面又は容器内部に収容した部材の表面に、低表面抵抗の導電性接着剤を有する薄型画像表示装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記導電性接着剤は、表面抵抗が１×１０１０Ω／□以下である薄型画像表示装置である。
【００１６】
そして、本発明は、前記導電性接着剤は、カーボン入りシリコン系熱硬化型樹脂からなる接着剤である薄型画像表示装置である。
【００１７】
更に、本発明は、前記カーボンは、突起を有する粒子形状である薄型画像表示装置である。
【００１８】
また、本発明は、電極と、表示面基板、背面基板及び支持枠からなり、前記電極などの部材を収容した容器とを備え、前記電極から電子を放出し画像を表示する薄型画像表示装置を製造する方法において、前記表示面基板、背面基板、支持枠及び容器内部に収容する部材の接着する又は相対する部分のいずれかに、それぞれシリコン系熱硬化型樹脂からなる接着剤を塗布すること、装置全体を組み立てて加熱することとを有する薄型画像表示装置の製造方法である。
【００１９】
そして、本発明は、前記容器内部に収容する部材には、カーボン入りシリコン系熱硬化型樹脂を用いる薄型画像表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低コストで量産性に優れ、しかも組み立てられたパネル本体の品質が良好で信頼性に優れ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】
【００２１】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の薄型画像表示装置及びその製造方法の実施例について、図面を用いて説明する。
【００２２】
実施例を説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す平面型表示装置の背面基板と表示基板間に配設されたスペーサの概略配設構成図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。図１において、平板形状のスペーサ３０は、一方の端面が表示基板１０１のメタルバック１０２上に導電性接着剤１１５で接続され、スペーサ３０の対向する別の端面が背面基板１に形成した走査線１２上に導電性接着剤１１４により長手方向に平行に複数配置されている。
【００２３】
スペーサ（例えば平板形状）は、電子源である電極１１から蛍光体１０３に至る電子の軌道を妨げないように、表示基板１０１側はコントラストを向上させるために画素を構成するＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体間に設けられた黒色の光吸収層例えばマトリックス状のブラックマトリックス内のメタルバック１０２上に配置され、背面基板１側は例えばカソード駆動用の電極ライン１１、または該電極ラインの表面保護膜上に形成された金属膜上に配置される。
【００２４】
また、スペ−サ３０は、電子放出素子からの電子の作用により帯電する。このため、スペ−サ近傍では、電子放出素子から放出される電子の軌道が曲げられ、画像が歪む現象が生じる。これを防ぐために、図２（ａ）（ｂ）に示すように、スペーサ３０ａ表面に高抵抗膜の酸化スズ、或いは酸化スズと酸化インジウム混晶薄膜や金属膜である帯電防止の導電性膜３０ｂ，３０ｄを形成し、スペーサ３０ａ表面に微小電流を流すようにしている。そのため、スペーサ３０は、メタルバック１０２と上部電極ライン間の金属膜とに導電性接着材で電気的に接続されている。このとき、より導電性を増すために、スペーサ３０ａの端面にＣｒなどの金属電極３０ｃ，３０ｅを設けても良い。必要なのは、帯電防止の導電性膜と金属電極が導通していることである。なお、上記スペーサは、スペーサ表面に帯電防止膜を形成したが、スペーサ自身に導電性を持たせても帯電防止できるため、上記構成に限らない。
【００２５】
これにより、メタルバックに印加されているアノード電圧（例えば５〜１５ＫＶ）がスペーサを通って背面基板の上記金属膜に流れ込む。走査線は、走査回路（図示せず）を介して接地電位に接続されており、高電圧のアノード電極からの電流は、接地電位へ流れ込むようになっている。体積抵抗率は、抵抗が小さいと高電圧の漏れ電流が大きいと効率が悪く、また、抵抗が大き過ぎると電流が小さすぎるので、１×１０６〜１×１０１2Ω／□の範囲内が特に良い。
【００２６】
導電性接着剤１１４は、例えば微細なカーボン（カーボンナノチューブ、マイクロカーボン紛など）を混入したシリコン系の接着剤(例えば特許文献３記載のフェニルへプタメチルシクロテトラシロキサン及び２,６−１シス-ジフェニルへキサメチルシクロテトラシロキサンを含むシリコンレジンからなる接着剤)であって、表示面基板１のスペーサ接合部に導電性接着材１１４を印刷やディスペンサで塗布して、２００℃〜３００℃で硬化してスペーサを固定するようになっている。
【００２７】
粘度は、塗布工程に合わせて主に特許文献３に記載のようにシリコンレジンで調整する。カーボン形状は、表面が凸凹であるほど抵抗が低くなるが、所定の抵抗に合わせるためには、カーボンの混合比、カーボンの粒径、形状によって異なるが、事前にテストすることで容易に設定できる。
【００２８】
また、接着剤の抵抗と平面型表示装置に組上げた後の発光位置ズレ量の関係を、図３に示すように予め測定することで、許容する接着剤の抵抗範囲を求めることができる。実験によると、帯電の影響の少ないスペーサの抵抗より小さい必要があり、スペーサ抵抗のおよそ２桁以上低ければスペーサを通過する電流を流すことができる。
【００２９】
ここで、具体的数値を示すと、カーボンの粒径を平均５μｍ、表面に凹凸を持つ楕円球形状とし、シリコン系の接着剤に対して５％重量比混合した場合、体積抵抗７００Ω・ｃｍ、表面抵抗１００ｋΩ／□となった。この値は、スペーサの抵抗より小さい必要があるが、およそ２桁以上低ければスペーサを通過する電流を流すことができるので、十分な大きさである。
【００３０】
なお、上記において、シリコン系の接着剤に対するカーボン重量混合比１％〜５０％で、約１０ｋΩ・ｃｍから数Ω・ｃｍの間で抵抗値制御できる。この抵抗値範囲は、スペーサ固着用途には十分使用可能な範囲である。
【００３１】
平面型表示装置は、以上のようにしてスペーサが固定された表示面基板１０１と背面基板１を、支持枠１１０を介して組立て、内部を１０−５〜１０−７ｔｏｒｒ程度の真空気密状態としたものである。
【００３２】
以上のように構成した平面型表示装置は、シリコン系接着剤にカーボンを混入した導電性接着剤は、熱硬化性であることから硬化時に著しい粘度低下がないため、接着層の表面において、混入したカーボンがシリコンレジン覆われることが少なくなり、表面抵抗を低減することができる。その結果、スペーサを固着すると同時に導電性を得られ、さらに表面抵抗を得ることができるため、スペーサの固定、スペーサ電流の維持、接着部の帯電防止を得ることができ、カソードから出射する電子の軌道に影響をほとんど与えないスペーサ固定構成を実現できる。なお、導電性接着剤は、スペーサ以外の容器に収容する部材についても使用可能である。
【００３３】
シリコン系接着剤にカーボンを混入した導電性接着剤は、熱硬化性であること、シリコンレジンの粘度を所定に調整してあるので、予備加熱して接着層を形成した時点での形状をほとんど保持して硬化できるため、良好なチクソ性が得られる。そのため、スペーサ固定するときに、接着層のはみ出しが少なくでき、スペーサ固定配線からの接着剤のはみ出しを防止できる。その結果、カソードから出射する電子の軌道に影響をほとんど与えないスペーサ固定構成を実現できる。
【００３４】
以上実施例で説明したが、本発明では、上述したシリコン系の接着剤に微細なカーボン（カーボンナノチューブ、マイクロカーボン紛など）を混入する。粘度は、主に特許文献３に記載のようにシリコンレジンで調整する。カーボン形状は、表面が凸凹であるほど抵抗が低くなる。
【００３５】
また、スペーサを上記接着剤で固着する。場合によっては、枠ガラスの固定も同様な材料にするとプロセスが容易になる。接着剤の表面抵抗は、スペーサの表面抵抗と同じかそれ以下とする。
【００３６】
電子の速度が比較的小さいカソード出射部に近接し、かつ二次電子放出係数が大きな値となる低い電圧となる、カソード側の接着剤に本接着剤を用いる。アノード側の接着剤は本接着剤に限らなくともよい。また、スペーサとカソードの接着とアノードと支持枠の接着を同時に行うと都合がよいので、加熱温度を同じにできるようにアノードと支持枠の接着はシリコン系の接着剤を用いるのが良い。
【００３７】
シリコン系接着剤にカーボンを混入した導電性接着剤は、熱硬化性であることから硬化時に著しい粘度低下がないため、接着層の表面において、混入したカーボンがシリコンレジン覆われることが少ないため、表面の抵抗が得られる。その結果、スペーサを固着すると同時に導電性を得られ、さらに表面抵抗を得ることができるため、スペーサの固定、スペーサ電流の維持、接着部の帯電防止を得ることができ、カソードから出射する電子の軌道に影響をほとんど与えないスペーサ固定構成を実現できる。
【００３８】
シリコン系接着剤にカーボンを混入した導電性接着剤は、熱硬化性であること、シリコンレジンの粘度が所定に調整してあるので、予備加熱して接着層を形成した時点での形状をほとんど保持して硬化できるため、良好なチクソ性が得られる。そのため、スペーサ固定するときに、接着層のはみ出しが少なくできるため、スペーサ固定配線からの接着剤のはみ出しを防止できる。その結果、カソードから出射する電子の軌道に影響をほとんど与えないスペーサ固定構成を実現できる。また、バインダを燃やす必要がないので酸素雰囲気を必要としない、低温度（ガラスフリット接着剤比）で固着できるなどのため、カソードの劣化がない。
【００３９】
また、カソード暴露環境を真空やカソードを汚染させないガス雰囲気だけで構成できるため、カソードへの不要ガスの吸着が少なくでき、カソード汚染を防止できる。
【００４０】
チクソ性がよいので、接着層を厚くできるため、スペーサの高さ精度を厳しくする必要がない。結果スペーサ高さも±10μｍ程度の精度で製造する必要がなくなり、研磨などの高価な作業性を必要とせずスペーサのコスト低下が図れる。スペーサは製造し易く安価である。塗布幅と塗布高さは、ガラスフリットは２００μｍ幅で２０μｍ高さが好ましい。
【００４１】
特許文献３に記載のようにαを厳密に合わせなくても接着できるので、用途に応じて、例えばスペーサ数を多くして大気圧に抗する場合には安価な材料（例えば、アルミナ）を用いることができ、少数のスペーサを用いる場合には高強度な材料（例えば、安定化ジルコニア）を使うことが可能となる。
【００４２】
プロセス温度が低いので電力使用量を少なくでき環境に優しいプロセプの実現と、安価な治具も作り易い。鉛レスなので、環境に優しい製品が実現できる。電子軌道を曲げる帯電を防止できるので、スペーサ周辺に発光しない領域がなくなり、均一な映像を得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例の画像表示装置におけるスペーサの概略配設構成図。
【図２】実施例におけるスペーサの説明図。
【図３】実施例における抵抗と発光位置ズレの関係の説明図。
【図４】従来の画像表示装置における接着剤の帯電の影響の説明図。
【図５】従来の画像表示装置における電子が影響を受ける状況の模式図。
【図６】従来の画像表示装置におけるスペーサのうねりを説明する模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１  背面基板
１０１  表示基板
１０２  メタルバック
１０３  蛍光体
１１  電極、電極ライン
１１４、１１５  導電性接着剤
１２  走査線
３０  スペーサ
【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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