(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を放射させる電子源素子が一表面側に配設されたリヤプレートと、リヤプレートに対向配置され電子源素子から放射される電子線により励起されて発光する蛍光体層が設けられたフェースプレートと、リヤプレートとフェースプレートとの間に介在する枠状の支持用スペーサとを備え、リヤプレートとフェースプレートと支持用スペーサとで囲まれた空間が真空に保たれた表示装置であって、透光性材料である第１の合成樹脂および第２の合成樹脂からなる補強材がフェースプレートの外面に被着されてなり、補強材は、透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層と透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層との多層構造を有し、フェースプレートに近い側の第１補強層にフェースプレートから遠い側の第２補強層が積層された状態でフェースプレートから遠い側の第２補強層に圧縮応力を生じるようにそれぞれの材料が設定された前記第１の合成樹脂および前記第２の合成樹脂により形成されてなることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子源素子を用いた画像表示装置（ディスプレイ装置）や平面発光装置などの表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の表示装置として、図８および図９に示す構成のパネル本体を有するディスプレイ装置が提案されている。このパネル本体は、一表面側に多数個の電子源素子１０がマトリクス状に配設された平板状のガラス基板よりなるリヤプレート２０と、平板状のガラス基板よりなるフェースプレート３０との間に矩形枠状の支持用スペーサ４０を介在させてリヤプレート２０とフェースプレート３０と支持用スペーサ４０とで囲まれる空間を真空に保つように構成されている。なお、図示していないが、フェースプレート３０におけるリヤプレート２０との対向面にはＩＴＯ膜よりなるコレクタ電極（透明電極）が形成されるとともに、コレクタ電極におけるリヤプレート２０との対向面に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの蛍光体セル（蛍光体層）からなる複数の画素が形成されている。
【０００３】
また、上述のディスプレイ装置では、フェースプレート３０とリヤプレート２０と支持用スペーサ４０とで囲まれる気密空間が真空状態に保たれるので、表示領域（画面）の大面積化を図っても大気圧によってフェースプレート３０およびリヤプレート２０が変形して破損しないように、リヤプレート２０とフェースプレート３０との間に支持用スペーサ４０とは別に補強用スペーサ４１を介在させてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来構成では、パネル本体の製造時にリヤプレート２０とフェースプレート３０との間に補強用スペーサ４１を介在させてから真空引きする必要がある。しかしながら、補強用スペーサ４１は画素が損傷せず且つ輝度を確保するための開口率が低下しないように、非常に薄い短冊状（板状）に形成し且つ高精度に位置合わせして立設する必要があるので、補強用スペーサ４１の配置に手間がかかり、しかも、補強用スペーサ４１を設けていない場合に比べて排気コンダクタンスが低下して真空引きの時間が長くなってしまうので、製造時間が長くなってしまうという不具合があった。特に、パネル本体の表示領域を大面積化しようとすれば、補強用スペーサ４１の個数が増大して手間が増えるだけでなく歩留まりが低下してコストアップにつながるという不具合があった。また、パネル本体内で補強用スペーサ４１を介した放電が起こり電子源素子１０や蛍光体層が損傷を受けて寿命が短くなってしまうという不具合があった。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造が容易であり且つ長寿命化が可能な表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、電子線を放射させる電子源素子が一表面側に配設されたリヤプレートと、リヤプレートに対向配置され電子源素子から放射される電子線により励起されて発光する蛍光体層が設けられたフェースプレートと、リヤプレートとフェースプレートとの間に介在する枠状の支持用スペーサとを備え、リヤプレートとフェースプレートと支持用スペーサとで囲まれた空間が真空に保たれた表示装置であって、透光性材料である第１の合成樹脂および第２の合成樹脂からなる補強材がフェースプレートの外面に被着されてなり、補強材は、透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層と透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層との多層構造を有し、フェースプレートに近い側の第１補強層にフェースプレートから遠い側の第２補強層が積層された状態でフェースプレートから遠い側の第２補強層に圧縮応力を生じるようにそれぞれの材料が設定された前記第１の合成樹脂および前記第２の合成樹脂により形成されてなることを特徴とするものであり、透光性材料からなる補強材がフェースプレートの外面に被着されていることによって、フェースプレートが大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のようにリヤプレートとフェースプレートとの間に補強用スペーサを高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサによる排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になり、しかも、従来のように補強用スペーサを介した放電による蛍光体層や電子源素子の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れる。さらに、補強材によってフェースプレートの外面が保護されることになって、フェースプレートの外面に傷がつくのを防止することができ、傷を原因としたフェースプレートの破損を防止することができる。
【０００７】
また、請求項１の発明では、補強材は、透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層と透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層との多層構造を有し、フェースプレートに近い側の第１補強層にフェースプレートから遠い側の第２補強層が積層された状態でフェースプレートから遠い側の第２補強層に圧縮応力を生じるようにそれぞれの材料が設定された前記第１の合成樹脂および前記第２の合成樹脂により形成されているので、第２補強層に圧縮応力が生じるから、フェースプレートが内面側に凸となる形で湾曲する反りを軽減するのに必要な前記補強材の厚みを薄くすることができ、軽量化が図れるとともに、前記補強材に起因した輝度の低下を抑制することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
本参考例では、図１に示す構成のパネル本体を備えたディスプレイ装置について例示する。パネル本体は、一表面側に多数個の電子源素子１０がマトリクス状に配設された平板状のガラス基板よりなるリヤプレート２０と、平板状のガラス基板よりなるフェースプレート３０との間に矩形枠状の支持用スペーサ４０を介在させてリヤプレート２０とフェースプレート３０と支持用スペーサ４０とで囲まれる空間を真空に保つように構成されている。なお、図示していないが、フェースプレート３０におけるリヤプレート２０との対向面にはＩＴＯ膜よりなるコレクタ電極（透明電極）が形成されるとともに、コレクタ電極におけるリヤプレート２０との対向面に、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの蛍光体セル（蛍光体層）からなる複数の画素が形成されている。ここに、蛍光体セルは、電子源素子１０から放射される電子線により励起されて発光する。
【０００９】
支持用スペーサ４０は、リヤプレート２０とフェースプレート３０との間の距離を規定距離に保つ機能を有し、リヤプレート２０およびフェースプレート３０それぞれに、フリットガラスやエポキシ系の真空用接着剤などにより接着されている。なお、支持用スペーサ４０としては、例えばガラス板を用いてもよいし、表面をほうろうなどにより絶縁処理した金属板を用いてもよい。
【００１０】
電子源素子１０は、図２に示すように、ガラス基板よりなる絶縁性基板５の一表面側に導電性層（例えば、金属膜）よりなる下部電極４が形成され、下部電極４上に半導体層としてノンドープの多結晶シリコン層３が形成され、多結晶シリコン層３上に酸化した多孔質多結晶シリコン層よりなる強電界ドリフト層６が形成され、強電界ドリフト層６上に金属薄膜（例えば、金薄膜）よりなる表面電極７が形成されている。つまり、電子源素子１０は、表面電極７と下部電極４とが対向しており、表面電極７と下部電極４との間に強電界ドリフト層６が介在している。表面電極７の厚さは１０〜１５ｎｍ程度に設定してある。ところで、本参考例では、上述のリヤプレート２０が絶縁性基板５に兼用されている。また、本参考例では、強電界ドリフト層６と下部電極４との間に多結晶シリコン層３を介在させてあるが、多結晶シリコン層３を介在させずに下部電極４上に強電界ドリフト層６を形成した構成を採用してもよい。なお、図２に示す構成の電子源素子１０の基本構成は本願発明者らが特許第２９８７１４０号などに提案している。
【００１１】
図２に示す構成の電子源素子１０から電子を放出させるには、表面電極７に対向してコレクタ電極９を配置し、表面電極７とコレクタ電極９との間を真空とした状態で、表面電極７が下部電極４に対して正極（高電位側）となるように表面電極７と下部電極４との間に直流電圧Ｖpsを印加するとともに、コレクタ電極９が表面電極７に対して正極（高電位側）となるようにコレクタ電極９と表面電極７との間に直流電圧Ｖｃを印加する。各直流電圧Ｖps，Ｖｃを適宜に設定すれば、下部電極４から注入された電子が強電界ドリフト層６をドリフトし表面電極７を通して放出される（図２中の一点鎖線は表面電極７を通して放出された電子ｅ−の流れを示す）。なお、強電界ドリフト層６の表面に到達した電子はホットエレクトロンであると考えられ、表面電極７を容易にトンネルし真空中に放出される。
【００１２】
本参考例の電子源素子１０では、表面電極７と下部電極４との間に流れる電流をダイオード電流Ｉpsと呼び、コレクタ電極９と表面電極７との間に流れる電流をエミッション電流（放出電子電流）Ｉｅと呼ぶことにすれば（図２参照）、ダイオード電流Ｉpsに対するエミッション電流Ｉｅの比率（＝Ｉｅ／Ｉps）が大きいほど電子放出効率が高いことになる。ここに、本参考例における電子源素子１０では、表面電極７と下部電極４との間に印加する直流電圧Ｖpsを１０〜２０Ｖ程度の低電圧としても電子を放出させることができる。また、電子源素子１０では、電子放出特性の真空度依存性が小さく且つ電子放出時にポッピング現象が発生せず安定して電子を高い電子放出効率で放出することができるという特徴を有しており、リヤプレート２０とフェースプレート３０と支持用スペーサ４０とで囲まれた空間の真空度は１Ｐａ以下に維持すればよい。
【００１３】
強電界ドリフト層６は、図３に示すように、少なくとも、下部電極４の主表面側に列設された柱状の多結晶シリコンのグレイン（半導体結晶）５１と、グレイン５１の表面に形成された薄いシリコン酸化膜５２と、グレイン５１間に介在する多数のナノメータオーダのシリコン微結晶（半導体微結晶）６３と、各シリコン微結晶６３の表面に形成され当該シリコン微結晶６３の結晶粒径よりも小さな膜厚の絶縁膜である多数のシリコン酸化膜６４とから構成されると考えられる。すなわち、強電界ドリフト層６は、各グレインの表面が多孔質化し各グレインの中心部分では結晶状態が維持されていると考えられる。なお、各グレイン５１は、絶縁性基板５の厚み方向に沿って延びている（つまり、各グレイン５１は下部電極４の主表面に略直交している）。
【００１４】
本参考例の電子源素子１０では、次のようなモデルで電子放出が起こると考えられる。すなわち、表面電極７と下部電極４との間に表面電極７を高電位側として直流電圧Ｖpsを印加するとともに、コレクタ電極９と表面電極７との間にコレクタ電極９を高電位側として直流電圧Ｖｃを印加することにより、直流電圧Ｖpsが所定値（臨界値）に達すると、下部電極４から強電界ドリフト層６へ熱的励起により電子ｅ−が注入される。一方、強電界ドリフト層６に印加された電界の大部分はシリコン酸化膜６４にかかるから、注入された電子ｅ−はシリコン酸化膜６４にかかっている強電界により加速され、強電界ドリフト層６におけるグレイン５１の間の領域を表面に向かって図３中の矢印の向き（図３における上向き）へドリフトし、表面電極７をトンネルし真空中に放出される。しかして、強電界ドリフト層６では下部電極４から注入された電子がシリコン微結晶６３でほとんど散乱されることなくシリコン酸化膜６４にかかっている電界で加速されてドリフトし、表面電極７を通して放出され（弾道型電子放出現象）、強電界ドリフト層６で発生した熱がグレイン５１を通して放熱されるから、電子放出時にポッピング現象が発生せず、安定して電子を放出することができるものと考えられる。ここにおいて、強電界ドリフト層６の表面に到達した電子はホットエレクトロンであると考えられ、表面電極７を容易にトンネルし真空中に放出される。
【００１５】
なお、上述した電子源素子１０では下部電極４がリヤプレート２０を兼ねる絶縁性基板５上に形成された導電性層により構成しているが、例えば図４に示すように、ｎ形シリコン基板１とｎ形シリコン基板１の裏面に形成したオーミック電極２とで下部電極４を構成してもよく、この場合には別途にリヤプレート２０を設ければよい。
【００１６】
ところで、本参考例では、透光性材料からなる補強材３１がフェースプレート３０の外面（図１における上面）に被着されている。ここにおいて、補強材３１は、ガラス板により構成され、透光性を有する接着剤によってフェースプレート３０の外面に接着されているが、補強材３１を合成樹脂により構成してもよく、補強材３１を合成樹脂により構成することで、補強材３１の軽量化を図ることができ、結果的に表示装置全体の軽量化を図れる。なお、本参考例では、リヤプレート２０の外面（図１における下面）に補強材（例えば、ガラス板、金属板、プラスチック板など）２１を設けてあるが、リヤプレート２０の厚さを厚くしたり、或いはリヤプレート２０の機械的強度を高めることによってリヤプレート２０の外面の補強材２１を省略することも可能である。
【００１７】
しかして、本参考例では、透光性材料からなる補強材３１がフェースプレート３０の外面（前面）に被着されていることによって、フェースプレート３０が大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のように補強用スペーサ４１（図８および図９参照）を高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサ４１による排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になり、しかも、従来のように補強用スペーサ４１を介した放電による蛍光体層や電子源素子１０の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れる。さらに、補強材３１によってフェースプレート３０の外面が保護されることになって、フェースプレート３０の外面に傷がつくのを防止することができ、傷に起因したフェースプレート３０の破損を防止できる。
【００１８】
（参考例２）
本参考例の表示装置の基本構成は参考例１と略同じであって、電子源素子１０がＴＡＢ（tape  automated  bonding）技術などで用いられるフィルムキャリアテープ１１に実装されており、リヤプレート２０とフェースプレート３０と支持用スペーサ４０とからなるパネル本体の外面が透光性材料（透光性を有する合成樹脂）からなるパッケージ７０に収納されており、パッケージ７０においてフェースプレート３０の外面を被覆している部分が補強材３１を兼ねている点に特徴がある。ここにおいて、パッケージ７０の内面はパネル本体の外面にほぼ密着している。また、電子源素子１０はフィルムキャリアテープ１１においてパッケージ７０から露出した部分に設けられた電極１２，１２を介して接続される駆動回路（図示せず）によって駆動される。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１９】
しかして、本参考例では、参考例１と同様に、透光性材料からなる補強材３１がフェースプレート３０の外面に被着されていることによって、フェースプレート３０が大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のように補強用スペーサ４１（図８および図９参照）を高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサ４１による排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になり、しかも、従来のように補強用スペーサ４１を介した放電による蛍光体層や電子源素子１０の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れる。さらに、補強材３１によってフェースプレート３０の外面が保護されることになって、フェースプレート３０の外面に傷がつくのを防止することができ、傷に起因したフェースプレート３０の破損を防止できる。
【００２０】
しかも、本参考例では、参考例１で説明した補強材３１がパッケージ７０の一部よりなるので、パネル本体が真空漏れを起こしてもパッケージ７０によって真空を保つことができ、長寿命化を図ることができる。
【００２１】
（参考例３）
本参考例の表示装置の基本構成は参考例１と同じであって、図６に示すように、透光性材料からなる補強材３１が、フェースプレート３０に被着された状態で圧縮応力を生じる透光性材料により形成されている点に特徴がある。ここにおいて、補強材３１としては、フェースプレート３０に比べて熱膨張係数の小さいガラス板を加熱した状態で接着するようにしてもよいし、硬化時に体積膨張する合成樹脂を用いるようにしてもよい。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
しかして、本参考例では、参考例１と同様に、透光性材料からなる補強材３１がフェースプレート３０の外面に被着されていることによって、フェースプレート３０が大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のように補強用スペーサ４１（図８および図９参照）を高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサ４１による排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になり、しかも、従来のように補強用スペーサ４１を介した放電による蛍光体層や電子源素子１０の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れる。さらに、補強材３１によってフェースプレート３０の外面が保護されることになって、フェースプレート３０の外面に傷がつくのを防止することができ、傷に起因したフェースプレート３０の破損を防止できる。
【００２３】
また、上述のように、補強材３１に圧縮応力が生じるので、フェースプレート３０が内面（図６における下面）側に凸となる形で湾曲する反りを軽減するのに必要な補強材３１の厚みを薄くすることができ、軽量化が図れるとともに、補強材３１を設けたことによる輝度の低下を抑制することができる。
【００２４】
（実施形態）
本実施形態の表示装置の基本構成は参考例１と略同じであって、図７に示すように、補強材３１が透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層３１ａと透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層３１ｂとの積層構造（多層構造）を有し、フェースプレート３０に近い側の第１補強層３１ａにフェースプレート３０から遠い側の第２補強層３１ｂが積層された状態で第２補強層３１ｂに圧縮応力を生じるように第１の合成樹脂および第２の合成樹脂それぞれの材料を設定している点に特徴がある。なお、参考例１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
しかして、本実施形態では、参考例１と同様に、透光性材料からなる補強材３１がフェースプレート３０の外面に被着されていることによって、フェースプレート３０が大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のように補強用スペーサ４１（図８および図９参照）を高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサ４１による排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になり、しかも、従来のように補強用スペーサ４１を介した放電による蛍光体層や電子源素子１０の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れる。さらに、補強材３１によってフェースプレート３０の外面が保護されることになって、フェースプレート３０の外面に傷がつくのを防止することができ、傷に起因したフェースプレート３０の破損を防止できる。
【００２６】
また、上述のように、第２補強層３１ｂに圧縮応力が生じるので、フェースプレート３０が内面（図７における下面）側に凸となる形で湾曲する反りを軽減するのに必要な補強材３１の厚みを薄くすることができ、軽量化が図れるとともに、補強材３１を設けたことによる輝度の低下を抑制することができる。
【００２７】
なお、上記各参考例および上記実施形態では、電子源素子１０として、図２や図４に示した構成のものを採用しているが、電子源素子１０としては、スピント（Spindt）型の電子源素子、ＭＩＭ（Metal−Insulator−Metal）型の電子源素子、ＭＯＳ（Metal−Oxide−Semiconductor）型の電子源素子など種々の構成のものが採用可能である
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、電子線を放射させる電子源素子が一表面側に配設されたリヤプレートと、リヤプレートに対向配置され電子源素子から放射される電子線により励起されて発光する蛍光体層が設けられたフェースプレートと、リヤプレートとフェースプレートとの間に介在する枠状の支持用スペーサとを備え、リヤプレートとフェースプレートと支持用スペーサとで囲まれた空間が真空に保たれた表示装置であって、透光性材料である第１の合成樹脂および第２の合成樹脂からなる補強材がフェースプレートの外面に被着されてなり、補強材は、透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層と透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層との多層構造を有し、フェースプレートに近い側の第１補強層にフェースプレートから遠い側の第２補強層が積層された状態でフェースプレートから遠い側の第２補強層に圧縮応力を生じるようにそれぞれの材料が設定された前記第１の合成樹脂および前記第２の合成樹脂により形成されてなるものであり、透光性材料からなる補強材がフェースプレートの外面に被着されていることによって、フェースプレートが大気圧によって破損するのを防止することができるから、従来のようにリヤプレートとフェースプレートとの間に補強用スペーサを高精度に位置決めして配置する工程が不要になるとともに、補強用スペーサによる排気コンダクタンスの低下をなくすことができるから、製造が容易になって歩留まりを向上できるとともに大面積化が容易になるという効果があり、しかも、従来のように補強用スペーサを介した放電による蛍光体層や電子源素子の損傷が起こることもないから、長寿命化を図れるという効果がある。さらに、補強材によってフェースプレートの外面が保護されることになって、フェースプレートの外面に傷がつくのを防止することができ、傷を原因としたフェースプレートの破損を防止することができるという効果がある。
【００２９】
また、請求項１の発明では、補強材は、透光性を有する第１の合成樹脂よりなる第１補強層と透光性を有する第２の合成樹脂よりなる第２補強層との多層構造を有し、フェースプレートに近い側の第１補強層にフェースプレートから遠い側の第２補強層が積層された状態でフェースプレートから遠い側の第２補強層に圧縮応力を生じるようにそれぞれの材料が設定された前記第１の合成樹脂および前記第２の合成樹脂により形成されているので、第２補強層に圧縮応力が生じるから、フェースプレートが内面側に凸となる形で湾曲する反りを軽減するのに必要な前記補強材の厚みを薄くすることができ、軽量化が図れるとともに、前記補強材に起因した輝度の低下を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１を示す概略断面図である。
【図２】  同上に用いる電子源素子の動作説明図である。
【図３】  同上に用いる電子源素子の動作説明図である。
【図４】  同上に用いる電子源素子の動作説明図である。
【図５】  参考例２を示す概略断面図である。
【図６】  参考例３を示す概略断面図である。
【図７】  実施形態を示す概略断面図である。
【図８】  従来例を示し、一部破断した概略斜視図である。
【図９】  従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０  電子源素子
２０  リヤプレート
３０  フェースプレート
３１  補強材
４０  支持用スペーサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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