JPH10254375A

JPH10254375A - 画像形成装置とその製造方法

Info

Publication number: JPH10254375A
Application number: JP6135597A
Authority: JP
Inventors: Masato Yamanobe; 正人山野辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の破損や蛍光体面の損傷の起こりにくい
高精度な組み立ての可能な、生産性の高い平板型画像形
成装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】第１の基体１と該第２の基体２との間に
スペーサ７、支持枠３とともに位置合わせ部材４、５、
６を設ける。前記スペーサの長さは、前記支持枠または
位置合わせ部材の長さより短くする。位置合わせ部材
４、５、６は、例えば、凹部の設けられた一対の部材
と、これら一対の部材がはり合わされて形成される空間
内に配置された球状または丸棒状の部材とを有してなる
構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板型画像形成装
置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】平板型画像形成装置として、近年、アク
ティブマトリクス型液晶が、ＣＲＴに代わって用いられ
るようになってきた。アクティブマトリクス型液晶は、
自発光型ではなく、バックライトを用いて表示を行うも
のであるが、光の利用効率が低いため、さらに明るい画
像形成装置が望まれていた。このため、プラズマディス
プレーや電界電子放出素子や表面伝導型電子放出素子
（例えば、特開平７−２３５２５５号公報に開示されて
いる。）等の冷陰極電子放出素子から放出した電子を加
速し衝突させ、蛍光体を発光させ表示を行う自発光型画
像形成装置の開発が実用化されつつある。これら平板型
画像形成装置は、数十インチの大面積化も行われつつあ
り、高精度で容易な組み立て方法が望まれている。

【０００３】また、平板型画像形成装置においては、第
１の基体上の素子と第２の基体上の画像形成部材を１：
１に対応させて数十μ〜数百μの画素を形成するが、こ
の際、素子と画像形成部材の位置合わせが不十分である
と画素の輝度ばらつきが発生したり、カラーの場合には
ＲＧＢの各色が混色する等、画像品位の劣化が起こる。
このため、第１の基体上の素子と第２の基体上の画像形
成部材の位置合わせは、高い精度が要求される。

【０００４】特開平５−２３２４５１号公報には平面画
像形成装置の製造方法の例として、液晶表示装置の組み
立て方法が開示されている。その内容について以下、図
１５を参照して説明する。まず第１の基板、第２の基板
の位置合わせを行う。これらの基板には、電極パター
ン、位置合わせパターン、シール材が施されている。こ
れら第１、第２の基板は、位置合わせ装置に設置され、
加熱、保温される。次に、第１の基板と第２の基板と
を、位置合わせパターンを介して位置合わせする。次い
で、第１の基板、第２の基板を加圧し、同時に位置合わ
せする。最後に、加圧した状態で、所定時間保持された
後、加圧を解除し、組み立てれた液晶セルを位置合わせ
装置からとりはずす。このようにすることにより、高温
状態で位置ずれが発生しても高精度に位置合わせを行う
ことができるとされている。また、上記公報には、室温
で位置合わせした後、光硬化性接着材を用いて仮止めを
行い、さらに、シール材を加熱、硬化させる方法も記載
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記方法は、
次のような問題を有していた。すなわち、上記方法で
は、第１の基板と第２の基板を高温で加熱し、第１の基
板と第２の基板間に配された接着材を軟化しながら、加
圧し、さらに、高温加熱状態で第１の基板と第２の基板
の位置合わせを行った後、接着材の固化を行うことで、
第１の基板と第２の基板の位置合わせを行う。ここで、
アライメントは高温槽内で行うか、あるいは加圧治具に
ヒーターを設置する等して行う。このため、アライメン
ト装置は高温仕様の精度が要求され、また工程も複雑に
なり、生産性の低下が問題となる。一方、上記公報でも
指摘されているように、室温位置合わせ、仮止めによる
製造方法では、接着材の軟化により位置ずれが発生する
等の問題も生じる。

【０００６】一方、前記電子放出素子から発生した電子
線を蛍光体に衝突発光させる画像形成装置においては、
さらに、真空容器を構成する必要があるため、前記第１
の基板と第２の基板間に配された接着材にあたる接合材
は、ガラス材料を用いて、真空を維持するように接合さ
れる。ところが、有機系接着材の軟化温度が１５０℃前
後であるのに対し、組み立て時の温度は４００℃以上の
高温であるため、高精度の位置合わせおよび組み立て
は、非常に困難となる。また、第１の基板と第２の基板
は熱膨張率が異なるため、基板内の温度分布が位置合わ
せの精度の低下や応力の発生をもたらし、真空容器が破
壊する場合もあった。

【０００７】更に、真空容器の軽量化のためには、耐大
気圧スペーサと呼ばれる支持体を第１の基体と第２の基
体との間に配置することで、真空容器の材料の厚みの減
少が図られるが、このスペーサは、画素を阻害しないよ
うにするため、後述する基体２に設けられた蛍光体間の
黒色導電体の幅以内の幅に納める必要がある。スペーサ
の形状は円柱状、平板状等とすることができるが、円柱
状の場合にはその直径が、平板状の場合にはその板厚
が、それぞれ前記黒色導電体の幅以下とする必要があ
り、数十〜数１００μｍとする必要がある。このため、
組み立て中に上記第１の基体と第２の基体の熱膨張差に
より、装置が破壊することがあった。また、蛍光体面が
損傷を受けるという問題もあった。

【０００８】本発明は、これら平板型画像形成装置の組
み立てを高精度に行い、さらに、生産性の高い平板型画
像形成装置とその製造方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の画像形成装置は、第１の基体および第２の基体とを
有し、該第１の基体と該第２の基体との間にスペーサ、
支持枠、および位置合わせ部材を有し、前記スペーサの
長さが、前記支持枠または位置合わせ部材の長さより短
いことを特徴とする。したがって、第１の基体と第２の
基体との間に配設された位置合わせ部材によって、室温
あるいはその近傍で、位置決めと固定が容易に行われる
ため、複雑なアライメント装置を用いる必要もなく、高
精度に第１の基体と第２の基体の位置合わせを行うこと
ができる。また、スペーサの長さが、前記支持枠または
位置合わせ部材の高さより短いため、スペーサと第２の
基体と接触することなく画像形成装置が組み立てられ
る。このため、第１の基体と第２の基体の熱膨張差によ
り装置が破壊されることもなく、蛍光体面を損傷するこ
ともない。なお、位置合わせ部材の数は通常２以上とす
る。

【００１０】ここで、本発明における位置合わせ部材
は、凹部の設けられた一対の部材を有し、該一対の部材
の凹部の設けられた面がはり合わされ、該一対の部材の
凹部により形成された空間内に球状または丸棒状の部材
を有してなる構造とすることができる。

【００１１】また、本発明における位置合わせ部材は、
所定の間隔を置いて前記第１の基体上に配置された２本
の丸棒状の部材（ａ）と、所定の間隔を置いて前記第２
の基体上に配置された２本の丸棒状の部材（ｂ）と、前
記２本の丸棒状の部材（ａ）および前記２本の丸棒状の
部材（ｂ）との間に配置された球状または丸棒状の部材
とを有してなる構造とすることもできる。

【００１２】さらに、本発明における位置合わせ部材
は、凹部の設けられた部材と凸部の設けられた部材とが
嵌合されてなる構造とすることもできる。

【００１３】また、本発明における位置合わせ部材は、
前記第１の基体と前記第２の基体と前記スペーサと前記
支持枠とにより囲まれた領域の内部に配置されていても
外部に配置されていてもよい。この位置合わせ部材と該
支持枠は、位置的に分離されたものであるため、位置合
わせ部材の形状の自由度が増加し、第１の基体と第２の
位置決めおよび間隔の規定を高精度に行うことができ
る。

【００１４】また、前記第１の基体と前記第２の基体と
前記スペーサと前記支持枠とが真空容器を構成してもよ
い。

【００１５】本発明における位置合わせ部材は、実質的
に正多角形の各頂点の位置に配置されることが好まし
く、例えば正三角形の各頂点の位置に３個配置する構造
とすることができる。このようにすることにより、荷重
が平均的に分散された配置となるため、第１の基体と第
２の基体間の熱膨張の差による応力も分散され、高精度
な位置合わせを行うことができるからである。

【００１６】本発明の画像形成装置は、液晶のみなら
ず、第１の基体に冷陰極電子放出素子等の電子放出素子
が配設され、第２の基体に蛍光体等の画像形成部材が配
設された画像形成装置の真空容器やプラズマディスプレ
ーの容器にも適用できる。

【００１７】本発明の画像形成装置の製造方法は、以下
の工程を有する。（Ａ）前記第１の基体および／または前記第２の基体に
前記位置合わせ部材の構成部材を配設する第一工程（Ｂ）前記第１の基体または前記第２の基体に前記スペ
ーサおよび前記支持枠を配設する第二工程（Ｃ）前記第１の基体と前記第２の基体とを、前記位置
合わせ部材を介して接合する第三工程（Ｄ）前記第１の基体および前記第２の基体を加圧する
第四工程（Ｅ）前記第１の基体、前記第２の基体、前記支持枠に
配設された接合部材を軟化する第五工程（Ｆ）前記接合部材を固化する第六工程本発明においては、少なくとも前記第四工程の後の工程
において、前記第１の基体と前記第２の基体と前記スペ
ーサと前記支持枠とにより構成される容器の圧力を該容
器の外の圧力以上とすることが好ましく、前記容器の内
部および外部を略等しい真空度とすることがさらに好ま
しい。

【００１８】また、前記第四工程において、第１の基体
または／および第２の基体を加圧する箇所を、前記支持
枠が設けられた箇所の裏面とすることが好ましく、支持
枠が設けられた箇所の裏面および位置合わせ部材が設け
られた箇所の裏面とすることがさらに好ましい。

【００１９】本発明は、これら平板型画像形成装置の組
み立て精度を高精度になし、さらに、特に、スペーサの
破壊や蛍光体の損傷を生じにくく、画像品位の高い生産
性の高い平板型画像形成装置とその製造方法を提供する
ものである。

【００２０】本発明の画像形成装置の製造方法によれ
ば、室温にて第１の基体または第２の基体の位置合わ
せ、固定を行い、接合材の軟化、固化のための高温加
熱、冷却工程では位置合わせを行わないため、高精度か
つ容易な位置合わせを行うことができる。さらには、高
温に対応したアライメント装置も必要なく、装置を簡略
化することができる。

【００２１】以上のように、本発明の画像形成装置およ
びその製造方法によれば、複雑なアライメント装置を用
いることなく、高精度な組み立てを実現できるため、安
価で、高品位な画像形成装置を実現できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、液晶やプラズマ、特
に、電界電子放出素子、表面伝導型電子放出素子等の電
子放出素子を複数配置し、蛍光体等の画像形成部材を発
光し表示する平板型画像形成装置の新規な構成および製
造方法を提供するものである。

【００２３】まず、本発明の画像形成装置の主要な構成
の一例を図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明
の画像形成装置の平面図（図１（ｂ））のＡ−Ａ断面図
である。また、図２（ａ）は位置合わせ部材４の部分拡
大図である。位置合わせ部材４は構成部材４−１、４−
２、４−３からなっている。構成部材４−３としては球
状、棒状等のガラス、セラミック材等を用いる。一方、
図２（ｂ）では、構成部材４−３がなく、構成部材４−
１、構成部材４−２が、直接嵌合した例である。また、
図３は発明の別な構成例を示すものである。図３（ａ）
は、本発明の画像形成装置の平面図の図３（ｂ）のＡ−
Ａ断面図である。図４は、図３の位置合わせ部材４の部
分拡大図である。

【００２４】基体１はガラス等で構成されたリアプレー
トであり、電極、配線等のパターンが形成されている。
更に、電子放出素子を用いた画像形成装置では、電子放
出素子が配置される。また、プラズマディスプレーで
は、プラズマ領域を限定するための隔壁、さらに、反射
型では、蛍光体等が設置される。

【００２５】基体２はガラス等で構成されたフェイスプ
レートであり、電極、配線等のパターンが形成されてい
る。更に、電子放出素子を用いた画像形成装置では、電
子と衝突し発光する蛍光体が配置される。また、プラズ
マディスプレーでは、配線等が設置される。

【００２６】支持枠３は、基体１、２と同様の材料で構
成され、基体１、２および支持枠３によって、容器が構
成される。電子放出素子を用いた画像形成装置では、内
部は真空とされる。また、プラズマを用いた画像形成装
置では、ガスが封入される。尚、支持枠３は、印刷隔壁
を用いてもよく、あるいは、フェイスプレートあるい
は、リアプレートと一体化されていてもよく、必ずし
も、第１の基体、第２の基体と別部材である必要はな
い。

【００２７】支持枠３と基体１、基体２は、接着材やフ
リットガラスによって、接着される。

【００２８】位置合わせ部材４、５、６は、予め、基体
１および／または２に形成されており、基体１と基体２
の位置合わせを簡易に行え、同時に、接着材等がなくて
も、仮固定がなされるように、図２（ａ）に示すように
位置合わせ部材に、円錐状の凹部を設け、２つの部材間
に球状または丸棒状のガラス、セラミック等の構成部材
４−３によって嵌合する。また、図４に示されるよう
に、基体１および２に位置合わせ部材として、基体上に
設けられた２本の棒状部材の間隙によって、凹部を形成
し、図２（ａ）の場合と同様に、球状、棒状でガラス、
セラミック等部材によって、嵌合する。この場合は、球
状、棒状でガラス、セラミック等部材で基体間の間隔が
設定されるので、高精度な高さ規定ができる。

【００２９】位置合わせ部材は、図１のように支持枠内
の容器に配置されていてもよいし、図３に示すように容
器外に配置されていてもよい。容器内の場合は、同時に
基体１と基体２間の距離を規定することにも効果があ
る。また、位置合わせ部材は、図３のように３個でもよ
いが、３個に限られるものではない。なお、３個の場合
は、加熱工程で発生する熱応力に耐えられるように、図
１（ｂ）に示されるように、正三角形の頂点に配置され
て熱応力を平均的に分散する構造とすることが好まし
い。支持枠外の配置した場合は、このほか、大面積の基
体から複数個のセルを切り出す場合や、各画像形成装置
の外部ひきだし配線の外に設置でき、配置上有利であ
る。また、熱応力に十分耐えられるように、大きさが大
きい部材が設定でき有利でありさらに、画像形成装置段
階で組み立て完了後、位置合わせ部材４、５、６を切り
落として画像形成装置を構成しても良い。

【００３０】スペーサ７は、画像形成装置の容器内を真
空とする場合や、プラズマディスプレーの様に低圧のガ
スを封入した場合に大気圧に耐える構造とするための支
持体である。スペーサは、円柱状、平板状、いげた状等
の形態とすることができる。また、スペーサを構成する
材料は、ガラス、有機ポリマー、セラミクスやその表面
に２次電子放出係数が１に小さく、１に近く導電性材料
であるＳｉ、ＣｒＯ₂、ＣｕＯ等の半導体、金属酸化物
等が積層される。

【００３１】尚、真空容器として使用する場合は、不図
示の排気管より、容器内が排気され、真空が形成された
後、排気管が封止される。また、ガスを導入する場合
は、真空排気後、ガスを導入封止される。

【００３２】次に、本発明の画像形成装置の容器を構成
する第１の基体と第２の基体と支持枠、位置合わせ部
材、スペーサの構造的関係について説明する。本発明に
おいては、スペーサの長さが、前記支持枠または位置合
わせ部材の少なくとも一方の長さよりも短くなるように
する。画像形成装置容器は大気圧により加圧され、図１
に示される様に、第１の基体と第２の基体は、スペー
サ、位置合わせ部材、支持枠に当接し、湾曲したものと
なる。図のように、画像表示領域ではスペーサの長さに
よって高さ規定されることが好ましい。

【００３３】次に本発明の画像形成装置の製造方法の一
例を、図５を用いて説明する。（１）基体１、基体２に予め、電極、配線、素子および
位置合わせ部材４、５、６等を形成する。同時に支持枠
の接着材を基体１に配設する。（２）基体２に予め、電極、配線、蛍光体および位置合
わせ部材４、５、６等を形成する。同時に接着材を基体
２に配設する。（３）基体１、２を加圧装置に設置する。（４）基体１に支持枠、スペーサを配設する。尚、スペ
ーサを基体２に配設する場合は、ガラスフリット等で予
め接着される。（５）位置合わせ部材４、５、６をそれぞれ嵌合する。（６）組み立て装置により、第１の基体、第２の基体を
加圧する。（７）基体１、２等を組み立て装置より加熱し、接着材
を流動させ、所望の時間加熱、加圧保持する。（８）冷却する。（９）加圧を解除する。

【００３４】こうして画像形成装置の容器部分が製造さ
れる。尚、上記製造工程には、適宜、電子放出素子を形
成するための工程が挿入される。図６を用いて、本発明
に用いられる加圧装置を説明する。図６（ａ）は、本発
明に用いられる加圧装置の一例、図６（ｂ）は、本発明
に用いられる加圧装置の上ホルダーの平面図である。本
発明に用いられる加圧装置は、上ホルダー６１、下ホル
ダー６２、加圧手段６３、ホルダースライドガイド６４
等から構成される。尚、図１〜４と同一の符号は、同一
のものを示す。上、下ホルダ６１、６２の少なくとも一
方は、支持枠、位置合わせ部材の少なくと一方を加圧
し、スペーサを加圧しない様に、スペーサの配置される
領域８がくりぬかれている。したがって、上ホルダーを
ホルダースライドガイドを通じて、基体２の上に設置し
た加圧手段により、基体２を部分的に加圧する。尚、加
圧方式は、部分的加圧を均等に行えれば、上記加圧装置
に限られるわけでない。

【００３５】上記画像形成装置の製造方法の工程のう
ち、少なくとも、工程（４）以降の工程では、容器内の
圧力が、容器外の圧力以上とすることが好ましい。ま
た、支持枠、位置合わせ部材のうち少なくとも一方を加
圧箇所とすることにより、上記工程中において基体１と
スペーサが接触することを避け、基体２に設けられた蛍
光体が損傷したり、スペーサが応力を受けて破壊するこ
とを防止することができる。

【００３６】以上説明したように、本発明によれば、基
体１、２の位置合わせのために特別な操作を必要とせ
ず、しかも、室温で、位置合わせ部材を嵌合するだけ
で、基体１、２間の位置合わせ、仮固定を行うことがで
きる。

【００３７】

【実施例】

［実施例１］本発明の第１の実施例に係る画像形成装置
は、図１に示される構成を含むものである。本実施例で
は、冷陰極電子放出素子である表面伝導型電子放出素子
を電子放出素子として、複数個第１の基体に形成し、第
２の基体には、蛍光体を設置し、有効表示エリアを対角
１５インチとする縦、横比３：４のカラー画像形成装置
を作成した。まず、本発明の画像形成装置を図７を用い
て説明し、次にその製造方法を説明する。

【００３８】図７は、実施例に用いた画像形成装置の斜
視図であり、内部構造を示すためにパネルの１部を切り
欠いて示している。

【００３９】図中、７５はリアプレート、７６は支持
枠、７７はフェースプレート、７５〜７７により表示パ
ネルの内部を真空に維持するための気密容器を形成して
いる。気密容器を組み立てるにあたっては、各部材の接
合部に十分な強度と気密性を保持させるため封着する必
要がある。７０は、平板状のスペーサであり、導電性
が、付与されたスペーサである。

【００４０】リアプレート７５上には、表面伝導型電子
放出素子７２がＮ×Ｍ個形成されている。（Ｎ、Ｍは２
以上の正の整数であり、目的とする表示画素数に応じて
適宜設定される。たとえば、高品位テレビジョンの表示
を目的とした表示装置においては、Ｎ＝３０００、Ｍ＝
１０００以上の数を設定することが望ましい。本実施例
においては、Ｎ＝３３３、Ｍ＝２５０とした。）前記Ｎ
×Ｍ個の表面伝導型電子放出素子は、Ｍ本の行方向配線
６３（上配線と述べる場合もある）とＮ本の列方向配線
７４（下配線と述べる場合もある）により単純マトリク
ス配線されている。

【００４１】図８は、本発明を適用可能な表面伝導型電
子放出素子の構成を示す模式図であり、図８ａは平面
図、図８ｂは断面図である。図８において８１は基板、
８２、と８３は素子電極、８４は導電性薄膜、８５は電
子放出部である。

【００４２】素子電極８２、８３を通じて、導電性薄膜
８４にフォーミング処理を施すことで、導電性薄膜を局
所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗
な状態にした電子放出部８５を形成し、さらに、放出電
流を著しく改善する活性化工程を該表面伝導型電子放出
素子の上述導電性薄膜４に電圧を印加し、素子に電流を
流すことにより、上述の電子放出部８５より電子を放出
せしめるものである。

【００４３】また、フェースプレート７７の下面には、
蛍光膜７８が形成されている。本実施例はカラー表示装
置であるため、蛍光膜７８の部分にはＣＲＴの分野で用
いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けられ
ている。各色の蛍光体は、たとえば図９の（Ａ）に示す
ようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体のストライ
プの間には黒色の導電体９１が設けてある。黒色の導電
体９１を設ける目的は、電子ビームの照射位置に多少の
ずれがあっても表示色にずれが生じないようにする事
や、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防
ぐ事、電子ビームによる蛍光膜のチャージアップを防止
する事などである。黒色の導電体９１には、黒鉛を主成
分として用いたが、上記の目的に達するものであればこ
れ以外の材料を用いても良い。

【００４４】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図９（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、たとえば図９（ｂ）に示すようなデルタ状配
列や、それ以外の配列であってもよい。

【００４５】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光膜７８に用いれば
よく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよい。

【００４６】また、蛍光膜７８のリアプレート側の面に
は、ＣＲＴの分野では公知のメタルバック７９を設けて
ある。メタルバック７９を設けた目的は、蛍光膜７８が
発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させる事
や、負イオンの衝突から蛍光膜６８を保護する事や、電
子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用させ
る事や、蛍光膜７８を励起した電子の導電路として作用
させる事などである。メタルバック７９は、蛍光膜７８
をフェースプレート基板７７上に形成した後、蛍光膜表
面を平滑化処理し、その上にＡｌを真空蒸着する方法に
より形成した。なお、蛍光膜７８に低電圧用の蛍光体材
料を用いた場合には、メタルバック７９は用いない。

【００４７】また、本実施例では用いなかったが、加速
電圧の印加用や蛍光膜の導電性向上を目的として、フェ
ースプレート基板７７と蛍光膜７８との間に、たとえば
ＩＴＯを材料とする透明電極を設けてもよい。

【００４８】また、Ｄｘ１〜ＤｘｍおよびＤｙ１〜Ｄｙ
ｎおよびＨｖは、当該表示パネルと不図示の電気回路と
を電気的に接続するために設けた気密構造の電気接続用
端子である。Ｄｘ１〜Ｄｘｍはマルチ電子ビーム源の行
方向配線７３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電子ビーム源
の列方向配線７４と、Ｈｖはフェースプレートのメタル
バック７９と電気的に接続している。

【００４９】以上、本発明を適用した画像形成装置の基
本構成を説明した。次に、本発明の画像形成装置の製造
方法について説明する。

【００５０】（基体１の作成）工程−１青板ガラス上にシリコン酸化膜をスパッタ法で形成した
基板１上に下配線をスクリーン印刷で形成した。次に、
下配線と、上配線間に層間絶縁層を形成した。さらに、
上配線を形成した。次に、下配線と上配線とに接続され
た素子電極を形成した。次に、導電性薄膜をスパッタ法
で形成した後、パターニングし、所望の形態とした。

【００５１】工程−２支持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によっ
て、所望の位置に形成した。

【００５２】更に、位置合わせ部材を図１の位置に形成
した。位置合わせ部材は図２（ａ）の形状に予め加工さ
れたものをフリットガラスで固定した。尚、支持枠は、
高さ３．８ｍｍとした。位置合わせ部材は、Ｈ＝３．８
ｍｍ、ｈ１＝ｈ２＝１．９ｍｍ、Ｒ＝３．５ｍｍの円錐
状の形態の凹部である。一方、球状の部材は、ｒ＝３ｍ
ｍとした。

【００５３】以上の工程により、基体１に単純マトリク
ス配線した表面伝導型電子放出素子、支持枠用の接着
材、位置合わせ部材等を形成した。

【００５４】（基体２の作成）工程−３青板ガラス基板に蛍光体、黒色導電体を印刷法により形
成した。蛍光膜の内面側表面の平滑化処理を行い、その
後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させメタルバック形成
した。

【００５５】更に、厚み１００μｍ、高さ３．６ｍｍの
平板状スペーサをガラスフリットで接着した。尚、スペ
ーサは、ガラス製であり、その表面に、ＣｒＯ₂を積層
して導電性を付与した。

【００５６】工程−４支持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によっ
て、所望の位置に形成した。更に、位置合わせ部材を図
１の位置に形成した。支持枠、位置合わせ部材とも、高
さ３．８ｍｍとした。位置合わせ部材は図２（ａ）の形
状で、工程２で用いたものと同一の大きさに予め加工さ
れたものをフリットで固定した。

【００５７】以上の工程により、基体２に３原色の蛍光
体をストライプ状の配列蛍光体、および支持枠用の接着
材、位置合わせ部材等を形成した。

【００５８】工程−５次に、上記基体１、２を図６に示す加圧装置に配設し
た。（尚、図１と同符号のものは、図１と同一のもので
ある。）下ホルダ６２上に、基体１を設置し、支持枠、
直径３ｍｍのガラスビーズを位置合わせ部材の凹部に配
置する。次に、基体２の位置合わせ部材を基体１の位置
合わせ部材と嵌合するように設置する。その後、上ホル
ダーをホルダースライドガイドを通じて、基体２の上に
設置し、加圧手段により加圧する。この際、加圧部分
は、上ホルダー６１は、図６（ｂ）に示されるものを用
いているので、支持枠、位置合わせ部材およびその近傍
のみが加圧され、画像表示部は、加圧されない。

【００５９】工程−６上記加圧装置および画像形成装置の容器を、加熱炉に導
入し、フリットを軟化させるために加熱する。

【００６０】工程−７所望の時間後、加熱炉を徐冷し、フリットを硬化させ
る。最後に加圧装置より、基体１、２、支持枠が接着し
た画像形成装置用の容器を取り出した。

【００６１】工程−８以上のようにして完成した容器内の雰囲気を排気管（図
示せず）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に
達した後、容器外端子Ｄｘｏ１ないしＤｏｘｍとＤｏｙ
１ないしＤｏｙｎを通じ電子放出素子に電圧を印加し、
電子放出部３を、導電性薄膜４をフォーミング工程、活
性化工程することにより作成した。さらに、一連の工程
終了後、２５０度で、１０時間ベーキングを行った。

【００６２】工程−９次に、室温で、１０^-8ｔｏｒｒ程度の真空度まで排気
し、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器の封止を行った。

【００６３】最後に封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【００６４】また、比較例として以下の点以外は実施例
１と同様にして画像形成装置を作成した。（１）スペーサ、支持枠、位置合わせ部材の高さを、そ
れぞれ３．６ｍｍとした点。（２）工程−５で用いる上ホルダーとして、画像表示部
に相当する部分がくりぬかれていないものを用いた点
（実施例１では図６（ｂ）のようにくりぬき部を有する
ものを用いた。）。

【００６５】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘ１な
いしＤｘｍ、Ｄｙ１ないしＤｙｎを通じ、走査信号及び
変調信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ、印加す
ることにより、電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メ
タルバック７９、あるいは透明電極（不図示）に数ｋＶ
以上の高圧を印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜７８
に衝突させ、励起・発光させることで画像を表示した。

【００６６】その結果、電子放出素子、蛍光体の位置ず
れがなく、位置ずれに起因した輝度ばらつきや、混色も
なく、また、蛍光体の損傷、スペーサの損傷も観察され
なかった。一方、比較例の画像形成装置においては、電
子放出素子、蛍光体の位置ずれがなく、位置ずれに起因
した輝度ばらつきや、混色もなかったが、スペーサの一
部が破壊された。

【００６７】［実施例２］本発明の第２の実施例は、位
置合わせ部材と支持枠との相対位置が実施例１と異な
り、位置合わせ部材を画像形成装置の支持枠外側に設置
し、大型の基板に小型の画像形成装置を複数個同時に製
造する例である。図１０（ａ）、（ｂ）を用いて説明す
る。１０１はリアプレート、１０２はフェースプレー
ト、１０３は支持枠、１０４は位置合わせ部材、１０５
はスペーサである。図１０は小型画像形成装置分離前の
状態を示す図である。

【００６８】小型の画像形成装置の有効表示エリアの大
きさは、縦、横比３：４で、対角１０インチである。位
置決め部材は、支持枠の外側で、小型画像形成装置の容
器外に配置され、さらに配線引き出し部と重ならない位
置に設置されている。尚、位置合わせ部材は、Ｈ＝４ｍ
ｍ、ｈ＝ｈ１＝ｈ２＝２．０ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ３
０ｍｍとした。凹部は、Ｖ字型の形態である。一方、凹
部により形成される空間内に配置される部材は、直径
３．５ｍｍで長さ２５ｍｍの丸棒状の部材とした。これ
らは、基体１、２と同一の材料であるガラス棒で、形成
した。支持枠高さは、３．９ｍｍ、スペーサ高さは、
３．７ｍｍとした。

【００６９】次に、本発明の画像形成装置の製造方法に
ついて説明する。

【００７０】（基体１の作成）工程−１図１０の３０インチサイズの基板に実施例１の工程１と
同様にして、素子電極、下配線、層間絶縁層、上配線の
順に印刷法で作成した。導電性薄膜は、有機金属化合物
の水溶液の液的をインクジェット法で付与した後、基板
を３５０℃で焼成し、有機金属化合物を熱分解し金属酸
化物の導電成膜を作成した。実施例１との相違点は、同
一の形態の配線等が、４組作成されていることである。
尚、この場合は、インクジェット法で付与したの導電性
薄膜のパターニング工程は必要ない。

【００７１】工程−２支持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によっ
て、所望の位置に４組形成した。

【００７２】更に、位置合わせ部材を図１０の位置に４
組形成した。位置決め部材は図１１の形状に予め加工さ
れたものを基体１にフリットガラスで固定した。図１１
において、図１１（ａ）は、図１０のＸ断面図であり、
図１１（ｂ）は、図１０のＹ断面図である。

【００７３】以上の工程により、基体１に単純マトリク
ス配線した表面伝導型電子放出素子、支持枠用の接着
材、位置合わせ部材等を４組形成した。

【００７４】（基体２の作成）工程−３基体１と同様にインチ青板ガラス基板に透明導電体、蛍
光体、黒色導電体を印刷法により形成した。蛍光膜の内
面側表面の平滑化処理を行い、その後Ａｌを真空蒸着等
を用いて堆積させメタルバック形成した。

【００７５】工程−４支持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によっ
て、所望の位置に４組形成した。

【００７６】更に、位置合わせ部材を図１０の位置に形
成した。位置決め部材は図１１の形状で、工程２で用い
たものと同一の大きさに予め加工されたものをフリット
で固定した。さらに、スペーサを黒色導電体に、フリッ
トで接着した。

【００７７】以上の工程により、基体２に３原色の蛍光
体をストライプ状の配列蛍光体、および支持枠用の接着
材、位置決め部材、スペーサ等を４組形成した。

【００７８】（電子源の作成および容器の組み立て）次
に、図１２の電子源作成、組み立て装置に基体１および
基体２を投入する。図１２の電子源作成、組み立て装置
は、基体１ロード室、ベーキング室、フォーミング室、
活性化室、安定化室、組み立て室、基体２ロード室、ベ
ーキング室、徐冷室からなる。各室は、独立した真空チ
ャンバーで、真空に必要な排気ポンプ、真空計等が配置
され、フォーミング室、活性化室には、各配線に同時
に、電圧を印加してフォーミング工程、活性化工程を実
施できるようにプローブ針、電源等が配置されている。
また、活性化室には、活性化工程用のガスが導入できる
ように、ガス源が接続されている。ベーキング室、安定
化には、さらに、加熱ができるように、ヒーターが設置
されている。組み立て室には、実施例と概念的には同様
の加圧装置が設置されている。加圧装置の上ホルダー
は、各、小型画像形成装置の支持枠、位置合わせ部材の
みを加圧できるように、各スペーサ領域がくりぬかれて
いる。各室において、各工程を終えた基体、容器は、次
の工程室に搬送される。

【００７９】工程−５基体２のロード室に、基体２を導入し排気する。

【００８０】工程−６基体２のベーキング室に基体２を搬送し、４００℃で１
時間ベーキングした。

【００８１】工程−７基体１のロード室に、基体１を導入し、排気する。

【００８２】工程−８基体１のベーキング室に基体１を搬送し、２５０℃で１
時間ベーキングした。

【００８３】工程−９基体１を、基体１のフォーミング室に搬送し、ライン毎
にフォーミング工程を行い、全ラインフォーミングを行
った。

【００８４】工程−１０基体１を、基体１の活性化室に
搬送し、ライン毎に活性化工程をおこない、全ラインの
活性化工程をおこなった。活性化ガスとして、アセトン
を１０^-5Ｐａ導入し、３０分通電し活性化工程をおこな
った。活性化終了後、排気した。

【００８５】工程−１１基体１を、基体１の安定化室に搬送し、１０の−９Ｐａ
に排気後、２３０℃で１０時間加熱し脱ガスをおこなっ
た。基体１に吸着しているアセトン、水、酸素等の脱ガ
スをおこなった。

【００８６】工程−１２基体１、基体２を組み立て室に搬送し、４１０℃で加熱
脱ガスを１０分間おこなった。このとき、基体１に設置
したフリットガラスは、軟化した。また、このとき、真
空度は、１０の^-9Ｐａに到達していた。次いで、位置合
わせ部材を目標に位置合わせ加圧した。以上のようにし
て表示パネルを組み立てた。

【００８７】工程−１３表示パネルを徐冷室に搬送したのち、室温まで徐冷し
た。

【００８８】工程−１４表示パネルをアンロード室に搬送した後、表示パネルを
取り出した。

【００８９】工程−１５切断ダイシングソーで、４個の小型表示パネルに分割し
た。こうして製造された小型表示パネルに実施例１と同
様に駆動回路を設置し、表示を行ったところ、混色等位
置ずれの問題やスペーサの損傷の問題は発生しなかっ
た。

【００９０】［実施例３］本発明の第３の実施例は、実
施例１、２と以下の点が異なる。すなわち、電子放出素
子として冷陰極電子放出素子の一種である電界放出素子
を用いた点、位置合わせ部材を画像形成装置の支持枠外
側に設置した点が異なり、また、スペーサの設置方法が
異なる。

【００９１】まず、電界放出素子について図１３を用い
て説明する。図１３において、１３１はリアプレート、
１３２はフェイスプレート、１３３は陰極、１３４はゲ
ート電極、１３５はゲート／陰極間の絶縁層、１３６は
収束電極、１３７は、蛍光体／メタルバック、１３８
は、収束電極／ゲート電極間の絶縁層、１３９は、陰極
配線である。

【００９２】図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のリアプレ
ートの平面図である。尚、平面図では簡略化のためにゲ
ート／陰極間の絶縁層、収束電極を省略した。

【００９３】電子放出素子は、陰極１３３の先端とゲー
ト電極１３４間に大きな電界を印加し、陰極１３３の先
端より電子を放出するものである。ゲート電極１３４
は、複数の陰極からの放出電子が通過できるように、電
子通過口が設けられている。更に、ゲート電極口を通過
した電子は、収束電極１３６によって収束され、フェイ
スプレート１３２に設けられた陽極の電界で加速され、
陰極に対応する蛍光体の絵素に衝突し、発光表示するも
のである。尚、複数のゲート電極１３４と複数の陰極配
線１３９は、単純マトリクス状に配置され、入力された
入力信号によって、該当する陰極が選択され、選択され
た陰極より電子が放出される。

【００９４】図１４は画像形成装置を示す。図中、１４
１はリアプレート、１４２はフェイスプレート、１４３
は支持枠、１４４、１４５、１４６は位置合わせ部材、
１４７はスペーサである。図１４に示す画像形成装置の
有効表示エリアの大きさは、縦、横比３：４で、対角１
０インチである。位置合わせ部材１４４、１４５、１４
６は、支持枠の外側に、実質的に正三角形の頂点に位置
するように配置するようにする。尚、位置合わせ部材
は、直径０．５ｍｍ、長さ３０ｍｍのガラス棒を所定の
間隔をおいて基体１上および基体２上に接着し、これら
の間に丸棒状の部材を配置した構造とした（図１４
（ａ））。丸棒状の部材は、直径上５ｍｍで長さ２５ｍ
ｍとした。これらは、基体１、２と熱膨張係数が概略同
一の材料であるセラミクスにより形成した。尚、基体１
と基体２間の間隙は１．５ｍｍである。スペーサ１４７
は、図１４に示されるようにポリイミド製のいげた状の
ものを用い、高さ１、４０ｍｍとした。次に本発明の画
像形成装置の製造方法について説明する。

【００９５】次に、本発明の画像形成装置の製造方法に
ついて説明する。

【００９６】（基体１の作成）工程−１青板ガラスを基板として、基板の周辺の所望の位置に位
置決め、固定用の凹部を形成した。次に、公知の方法に
よって、図１３の陰極、ゲート電極、配線等を作成し
た。尚、陰極材料はＭＯとした。

【００９７】工程−２支持枠を固定するためのフリットガラスを印刷によっ
て、所望の位置に形成した。

【００９８】以上の工程により、基体１に単純マトリク
ス配線した電界放出型電子放出素子、支持枠用の接着
材、位置合わせ部材等を形成した。

【００９９】基体２の作成工程−３青板ガラス基板に透明導電体、蛍光体、黒色導電体を印
刷法により形成した。蛍光膜の内面側表面の平滑化処理
を行い、その後Ａｌを真空蒸着等を用いて堆積させメタ
ルバック形成した。

【０１００】工程−４青板ガラスを基板として、基板の周辺の所望の位置に位
置決め、固定用の凹部を形成した。支持枠を固定するた
めのフリットガラスを印刷によって所望の位置に形成し
た。

【０１０１】以上の工程により、基体２に３原色の蛍光
体をストライプ状の配列蛍光体、および支持枠用の接着
材、位置決め部材、スペーサ等を形成した。

【０１０２】工程−５次に、実施例１と同様に、上記基体１、２を図６に示す
加圧装置に設置した。上ホルダー、下ホルダー、加圧手
段、ホルダースライドガイドから構成される。

【０１０３】下ホルダー上に、基体１を設置し、支持
枠、直径１．５ｍｍ長さ２５ｍｍのセラミクス棒を基板
に加工された位置決め、固定用の凹部に配置する。更
に、スペーサを所望の位置に設置する。次に、基体２の
位置決め固定用の凹部を基体１の位置決め固定用の凹部
と嵌合するように設置する。その後、上ホルダーをホル
ダースライドガイドを通じて、基体２の上に設置し、加
圧手段により加圧する。

【０１０４】工程−６上記加圧装置および画像形成装置の容器を加熱炉に導入
し、加熱する。

【０１０５】工程−７所望の時間後、加熱炉を徐冷し、フリットを硬化させ
る。最後に加圧装置より、基体１、２、支持枠が接着し
た画像形成装置の容器を取り出した。

【０１０６】工程−８以上のようにして完成した容器内の雰囲気を排気管（図
示せず）を通じ真空ポンプにて排気し、十分な真空度に
達した後、容器外端子を通じ電子放出素子に電圧を印加
し、エージングすることにより作成した。さらに、エー
ジング終了後、２５０度で、１０時間ベーキングを行っ
た。

【０１０７】工程−９次に、室温で、１０^-8ｔｏｒｒ程度の真空度まで、排気
し、不図示の排気管をガスバーナーで熱することで溶着
し外囲器の封止を行った。

【０１０８】最後に封止後の真空度を維持するために、
高周波加熱法でゲッター処理を行った。

【０１０９】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子には、容器外端子を通じ、
信号を不図示の信号発生手段よりそれぞれ印加すること
により電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じ、メタルバッ
ク、あるいは透明電極（不図示）に数ｋＶ以上の高圧を
印加し、電子ビームを加速し、蛍光膜に衝突させ、励起
・発光させることで画像を表示した。また、このとき、
混色や、スペーサによる蛍光体損傷、スペーサの破壊が
起こらず、かつ、容易に位置合わせを行うことができ
た。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置およびその製造方法によれば、複雑なアライメント
装置を必要とせず、装置の破損や蛍光体面の損傷を防止
しつつ高精度な組み立てを行うことができる。このた
め、安価で高品位な画像形成装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の主要な構成の平面図、
断面図である。

【図２】本発明の位置合わせ部材の一例を示す図であ
る。

【図３】本発明の画像形成装置の主要な構成の平面図、
断面図である。

【図４】本発明の位置合わせ部材の一例を示す図であ
る。

【図５】本発明の画像形成装置の組み立て方法の一例を
示す図である。

【図６】実施例１の画像形成装置の組み立て用装置（加
圧装置）を示す図である。

【図７】実施例１の画像形成装置の斜視図である。

【図８】実施例１で用いた冷陰極の表面伝導型電子放出
素子である。

【図９】実施例１で用いた蛍光膜の一例である。

【図１０】実施例２の画像形成装置の小型画像形成装置
分離前の状態を示す図である。

【図１１】本発明の位置合わせ部材の一例を示す図であ
る。

【図１２】本発明の画像形成装置の組み立て装置を示す
図である。

【図１３】本発明の位置合わせ部材の一例を示す図であ
る。

【図１４】実施例３での画像形成装置の平面図、断面図
である。

【図１５】従来の画像形成装置の組み立て方法を示す図
である。

【符号の説明】

１第１の基体２第２の基体３支持枠４、５、６位置合わせ部材６２下ホルダー６３加圧手段６４ホルダースライドガイド７スペーサ７２表面伝導型電子放出素子７５リアプレート７６支持枠７７フェイスプレート７９メタルバック８画像表示領域８１基板８２、８３素子電極８４導電性薄膜８５電子放出部９スペーサ配置領域９１黒色の導電体６１上ホルダー１０１リアプレート１０２フェイスプレート１３３陰極１３４ゲート電極１３５ゲート／陰極間の絶縁層１３６収束電極１３７蛍光体／メタルバック１３８収束電極／ゲート電極間の絶縁層１３９陰極配線１４１リアプレート１４２フェイスプレート１４３支持枠１４４、１４５、１４位置合わせ部材１４７スペーサ１４８断面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の基体および第２の基体を有し、該
第１の基体と該第２の基体との間にスペーサ、支持枠、
および位置合わせ部材を有し、前記スペーサの長さが、
前記支持枠または位置合わせ部材の長さより短いことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記位置合わせ部材が、凹部の設けられ
た一対の部材を有し、該一対の部材の凹部の設けられた
面がはり合わされ、該一対の部材の凹部により形成され
る空間内に球状または丸棒状の部材を有してなる請求項
１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記位置合わせ部材が、所定の間隔を置
いて前記第１の基体上に配置された２本の丸棒状の部材
（ａ）と、所定の間隔を置いて前記第２の基体上に配置
された２本の丸棒状の部材（ｂ）と、前記２本の丸棒状
の部材（ａ）および前記２本の丸棒状の部材（ｂ）との
間に配置された球状または丸棒状の部材とを有してなる
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記位置合わせ部材が、凹部の設けられ
た部材と凸部の設けられた部材とが嵌合されてなる請求
項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記位置合わせ部材が、前記第１の基体
と前記第２の基体と前記スペーサと前記支持枠とにより
囲まれた領域の内部に配置された請求項１乃至４のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】前記位置合わせ部材が、前記第１の基体
と前記第２の基体と前記スペーサと前記支持枠とにより
囲まれた領域の外部に配置された請求項１乃至４のいず
れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記第１の基体と前記第２の基体と前記
スペーサと前記支持枠とが真空容器を構成する請求項１
乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】前記位置合わせ部材が、実質的に正多角
形の各頂点の位置に配置された請求項１乃至７のいずれ
かに記載の画像形成装置。
【請求項９】前記正多角形が、正三角形である請求項
８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記第１の基体上に電子放出素子を備
え、前記第２の基体上に画像形成部材を備えた請求項１
乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記画像形成部材が蛍光体である請求
項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記電子放出素子が冷陰極電子放出素
子である請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】次の各工程を有する請求項１乃至１２
のいずれかに記載の画像形成装置の製造方法。（Ａ）前記第１の基体および／または前記第２の基体に
前記位置合わせ部材の構成部材を配設する第一工程（Ｂ）前記第１の基体または前記第２の基体に前記スペ
ーサおよび前記支持枠を配設する第二工程（Ｃ）前記第１の基体と前記第２の基体とを、前記位置
合わせ部材を介して接合する第三工程（Ｄ）前記第１の基体および／または前記第２の基体を
加圧する第四工程（Ｅ）前記第１の基体、前記第２の基体、前記支持枠に
配設された接合部材を軟化する第五工程（Ｆ）前記接合部材を固化する第六工程
【請求項１４】前記第二工程および前記第三工程を室
温で行う請求項１３に記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項１５】前記第四工程の後の工程で、前記第１
の基体と前記第２の基体と前記スペーサと前記支持枠と
により構成される容器の圧力を、該容器外の圧力以上と
する請求項１３または１４記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項１６】前記容器の内部および外部が略等しい
真空度である請求項１５記載の画像形成装置の製造方
法。
【請求項１７】前記第四工程における加圧箇所が、第
１の基体または／および第２の基体の前記支持枠が設け
られた箇所の裏面である請求項１３乃至１６いずれかに
記載の画像形成装置の製造方法。
【請求項１８】前記加圧箇所が、第１の基体または／
および第２の基体の前記支持枠が設けられた箇所の裏面
および位置合わせ部材が設けられた箇所の裏面である請
求項１７に記載の画像形成装置の製造方法。