JPH11233001A - 画像形成装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板型画像形成装置の組み立て精度を向上
し、位置ズレに起因した輝度のバラツキや混色のない、
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。 【解決手段】 第１の基体と第２の基体と、この第１の
基体と第２の基体間を支持する支持枠から構成される表
示パネルにおいて、第１の基体と第２の基体間に複数の
位置決め固定部材を配設し、この位置決め固定部材の位
置決め面は基体平面と垂直とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置とそ
の製造方法に関する。詳しくは、液晶ディスプレーやプ
ラズマディスプレー、特に、電界電子放出素子や表面伝
導型電子放出素子等の電子放出素子を複数配置して有
し、蛍光体等の画像形成部材を発光して表示する平板型
画像形成装置の新規な構成およびその製造方法を提供す
るものである。

【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ディスプレイが、ＣＲＴに代わ
って用いられるようになってきた。このアクティブマト
リクス型液晶ディスプレイは、自発光型でないためバッ
クライトを用いて表示を行うものであるが、光の利用効
率が低いために、さらに明るい画像形成装置が望まれて
いた。

【０００３】このため、プラズマディスプレーや、電界
放出型電子放出素子（ＦＥ）や表面伝導型電子放出素子
（例えば、特開平７−２３５２５５号公報）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て蛍光
体を発光させて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る。特に、これら
の画像形成装置においては、高精度および容易な組み立
て方法が望まれている。

【０００４】図１５に、これら平板型画像形成装置の組
み立て方法の例として、液晶表示装置の組立工程図を示
す。特開平５−２３２４５１号公報の記載に従って説明
する。

【０００５】まず、液晶ガラス基板の一対の基板（以下
「第１の基板（体）」、「第２の基板（体）」とい
う。）の位置合わせを説明する。第１の基板および第２
の基板には、電極パターン、位置合わせパターン、シー
ル材が施される。これら第１および第２の基板は位置合
わせ装置に設置される。位置合わせ装置によって、第１
の基板と第２の基板は加熱・保温される。次に、第１の
基板と第２の基板は、位置合わせパターンを介して、位
置合わせがなされる。続いて、第１の基板と第２の基板
は加圧され、同時に位置合わせされる。最後に、加圧し
た状態で、所定時間保持された後、加圧が解除され、組
み立てられた液晶セルは、位置合わせ装置から取り外さ
れる。こうして、高温状態で位置ズレが発生しても、位
置合わせが行われるため、高精度に第１の基板と第２の
基板の位置合わせができるとされている。また、この公
開公報においては、従来技術として、室温で位置合わせ
後に光硬化性接着材で仮止めを行い、さらにシール材を
加熱・硬化させる方法も記述されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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
成部材とを１：１の対応をさせ、数十μｍ〜数百μｍの
画素を形成する。この際、素子と画像形成部材の位置合
わせが不十分な場合、画素の輝度のバラツキが生じた
り、カラーの場合は、ＲＧＢの各色が混色したり、画像
品位が損われたりする。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、高精度
であることが必要である。

【０００７】上記従来の液晶セルの組立においては、第
１の基体と第２の基体を高温で加熱し、第１の基体と第
２の基体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の基体と第２の基体の位置合
わせを行った後、接着材の固化を行うことで、第１の基
体と第２の基体の位置合わせを行う。このため、高温槽
内でアライメントを行ったり加圧治具にヒーターを設置
したりして行う必要がある。その際、アライメント装置
には高温仕様での精度が要求され、複雑な工程になり、
生産性の低下の問題等を発生する。一方、同公報でも指
摘しているように、室温での位置合わせ、仮止めによる
製造方法では、接着材の軟化により位置ズレが発生する
等の問題が発生する。

【０００８】また、前記電子放出素子から発生した電子
線を蛍光体に衝突させ蛍光体を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の基体と第２の基体間に配された接着材に
当たる接合材は、ガラス材料を用いて真空を維持するよ
うに接合される必要がある。その際、上記液晶の場合が
有機系接着材であるため軟化温度が１５０℃前後なのに
比べ、４００℃以上の高温を必要とし、さらに上記高精
度の位置合わせや組み立て装置上の問題は厳しいものと
なる。また、第１の基体と第２の基体を加熱する温度分
布や温度差は、第１の基体と第２の基体の熱膨張差を発
生し、位置合わせの精度の低下のみならず、応力の発生
を伴い、真空容器が破壊される場合もあった。

【０００９】そこで本発明の目的は、これら平板型画像
形成装置の組み立て精度を向上し、位置ズレに起因した
輝度のバラツキや混色のない、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ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の基体と
第２の基体と、該第１の基体と第２の基体間を支持する
支持枠から構成され、該第１の基体と第２の基体間に複
数の位置決め固定部材が配設され、該位置決め固定部材
の位置決め面は基体平面と略垂直であることを特徴とす
る画像形成装置に関する。

【００１１】上記位置決め固定部材は、基体平面に略垂
直な面上に凹部を有する或いは形成する部材が第１の基
体および第２の基体にそれぞれ配設され、これらの部材
は、互いに凹部が合わされ、その凹部内に配置される球
状あるいは棒状の部材を介して嵌合するものであること
が好ましい。

【００１２】また、上記位置決め固定部材は、基体平面
に略垂直な面上に凹部を有する或いは形成する部材およ
び凸部を有する或いは形成する部材がそれぞれ第１の基
体および第２の基体に配設され、これらの部材は互いに
嵌合するものであることが好ましい。

【００１３】また、上記位置決め固定部材は、基体平面
上に凹部を有する或いは形成する部材と凸部を有する或
いは形成する部材がそれぞれ第１の基体および第２の基
体に配設され、これらの部材は互いに嵌合するものであ
ることが好ましい。

【００１４】また、本発明は、上記画像形成装置の製造
方法であって、第１の基体および第２の基体に位置決め
固定部材を配設する工程、第１の基体あるいは第２の基
体に支持枠を配置する工程、第１の基体と第２の基体
を、位置決め固定部材を嵌合し、支持枠を介して接合す
る工程、第１の基体あるいは／及び第２の基体を加圧す
る工程、第１の基体と支持枠間および第２の基体と支持
枠間に配設された接合部材を軟化する工程、及び該接合
部材を固化する工程を有することを特徴とする画像形成
装置の製造方法に関する。

【００１５】本発明は、上記液晶ディスプレーのみなら
ず、第１の基体には冷陰極電子放出素子等の電子放出素
子が配設され、第２の基体には蛍光体等の画像形成部材
が配設されたことを特徴とする画像形成装置、及びプラ
ズマディスプレー等にも適用され、さらに、これらに限
られず、第１の基体と第２の基体間の位置合わせが必要
な画像形成装置であれば本発明が適用される。

【００１６】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も必要なく、高精度
な組み立てが実現できるため、安価で、高品位な画像形
成装置が実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】まず、本発明の画像形成装置の構
成例を図１〜４を用いて説明する。

【００１８】図１（ｂ）は、本発明の画像形成装置の平
面図（第２の基体を省略）であり、図１（ａ）は図１
（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。１は第１の基体、２は
第２の基体、３は支持枠、４、５及び６は位置決め固定
部材であり、各部材とも２つあるいは３つの部材から構
成される。

【００１９】図２（ａ）は位置決め固定部材４の横断面
図であり、４ｃは球状あるいは棒状等のガラスやセラミ
ック材等からなる部材である。この部材４ｃを介して、
部材４ａと部材４ｂは嵌合している。一方、図２（ｂ）
では、部材４ｃがなく、直接に部材４ａと部材４ｂが嵌
合した他の例を示す。

【００２０】位置決め固定部材は、予め第１の基体１及
び第２の基体２に形成し、第１の基体１と第２の基体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、例えば図２（ａ）に示すよ
うに、位置決め固定部材４ａ及び４ｃにそれぞれＶ字型
の凹部を形成し、この２つの部材を、球状あるいは棒状
のガラスやセラミック等からなる部材４ｃを間に介して
嵌合する。

【００２１】図３及び図４に、本発明の別な構成例を示
す。図３（ｂ）は、本発明の画像形成装置の平面図（第
２の基体を省略）であり、図３（ａ）は図３（ｂ）のＡ
−Ａ線断面図である。図４は、図３（ａ）に示す位置決
め固定部材４の部分拡大図である。図３及び４に示され
るように、第１の基体１及び第２の基体２のいずれか一
方に、位置決め固定部材として基体上に４本の棒状部材
４ａを設け、それらの間隙によって凹部を形成し、他方
の基体に設けられた球状あるいは棒状のガラスやセラミ
ック等からなる部材４ｂと嵌合する。

【００２２】位置決め固定部材のその平面的配置は、図
１に示すように支持枠内の容器内であっても、図３に示
すように容器外であってもよい。容器内に設ける場合
は、同時に第１の基体１と第２の基体２間の距離を規定
するのにも効果がある。

【００２３】位置決め固定部材は、図１に示されるよう
に３個でも本発明の目的を達成することができるが、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、パネル中心と各固定部材を結ぶ直線
がそれぞれ約１２０度の内角で配置され、熱応力を平均
的に分散する構造となるのが好ましい。

【００２４】位置決め固定部材を支持枠外に配置した場
合は、この他、図１０に示すように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引
き出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
設定できる点で有利であり、さらに画像形成装置の組み
立て完了後、位置決め固定部材を切り落として画像形成
装置を構成することもできる。

【００２５】なお、真空容器として使用する場合は、不
図示の排気管により容器（セル）が排気され、真空が形
成された後、排気管が封止される。

【００２６】第１の基体１は、ガラス等で構成されたリ
アプレートであり、電極や配線等のパターンが形成され
ている。さらに、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。

【００２７】第２の基体２は、ガラス等で構成されたフ
ェィスプレートであり、電極や配線等のパターンが形成
されている。さらに、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。

【００２８】支持枠３は、第１及び第２の基体１、２と
同様の材料で構成され、第１及び第２の基体１、２及び
支持枠３によって容器（セル）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。なお、支持枠３は、印刷隔壁を用いてもよく、
あるいは、フェスプレート若しく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。支持枠３と第１の基体１、
第２の基体２とは、接着材やフリットガラスによって接
着される。

【００２９】次に、本発明の画像形成装置の製造方法の
組立工程を図５を用いて説明する。 （１）第１の基体及び第２の基体に、予め、電極、配
線、素子、蛍光体等、及び位置決め固定部材を形成す
る。なお、同時に接着材が、第１の基体、第２の基体、
位置決め固定部材、支持枠の必要な個所に配設される。 （２）第１の基体及び第２の基体を組み立て装置に配設
する。次いで、支持枠を基体上に配設する。 （３）位置決め固定部材をそれぞれ嵌合し、第１の基体
の素子形成面に第２の基体の蛍光体形成面を対向させ
て、第１の基体と第２の基体を支持枠を介して接合す
る。 （４）組み立て装置により、第１の基体および第２の基
体の双方から、あるいはいずれか一方から加圧する。 （５）第１の基体および第２の基体等を、組み立て装置
により加熱して接着材を軟化・溶融させ、所望時間、加
熱・加圧保持する。 （６）冷却し、加圧を解除する。

【００３０】こうして画像形成装置の容器が製造され
る。以上、説明したように第１の基体と第２の基体の特
別な位置合わせをする必要はなく、しかも室温におい
て、位置決め固定部材を嵌合するだけで、第１の基体と
第２の基体の位置合わせと仮固定が行われる。

【００３１】

【実施例】（実施例１）本発明の第１の実施例は、図１
に示される構成の容器を用いた画像形成装置である。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、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５インチとす
る縦横比３：４のカラー画像形成装置を作製した。ま
ず、本実施例の画像形成装置の構成を図６を用いて説明
し、次にその製造方法を説明する。図６は、本発明の画
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。

【００３２】図６中、６５はリアプレート、６６は支持
枠、６７はフェースプレートであり、６５〜６７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当たっては、各部
材の接合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。

【００３３】リアプレート６５上には、表面伝導型放出
素子６２がＮ×Ｍ個形成されている。ここで、Ｎ及び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。例えば、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は３０００以
上、Ｍは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。

【００３４】これらＮ×Ｍ個の表面伝導型放出素子は、
Ｍ本の行方向配線６３（「下配線」ともいう。）とＮ本
の列方向配線６４（「上配線」ともいう。）により単純
マトリクス配線されている。

【００３５】ここで図７を用いて表面伝導型電子放出素
子を説明する。図７は、本発明の画像形成装置に適用可
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７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は断面図である。
図７において７１は基板、７２と７３は素子電極、７４
は導電性薄膜、７５は電子放出部である。

【００３６】素子電極７２、７３を通じて導電性薄膜７
４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７５を形成する。さらに、放出電
流を著しく改善する活性化工程を施す。導電性薄膜７４
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７５より電子を放出せしめる（なお、従来技
術で述べた特許公報特開平７−２３５２５５号公報と同
様のものである。） 図６において、フェースプレート６７の片面には、蛍光
膜６８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６８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、例えば図８に示すようにストライ
プ状（図８（ａ））やマトリクス状（図８（ｂ））に塗
り分けられ、蛍光体間には黒色導電体８１が設けてあ
る。この黒色導電体を設ける目的は、電子ビームの照射
位置に多少のズレがあっても表示色にズレが生じないよ
うにすること、外光の反射を防止して表示コントラスト
の低下を防ぐこと、電子ビームにより蛍光膜のチャージ
アップを防止すること等である。黒色導電体８１には、
黒鉛を主成分とする材料を用いたが、上記の目的に適す
るものであればこれ以外の材料を用いてもよい。

【００３７】また、蛍光膜６８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６９を設けて
ある。このメタルバックを設けた目的は、蛍光膜が発す
る光の一部を鏡面反射して光利用率を向上させること、
負イオンの衝突から蛍光膜を保護すること、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こと、
蛍光膜を励起した電子の導電路として作用させること等
である。このようなメタルバックは、蛍光膜６８をフェ
ースプレート６７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、メタルバックは用いない。

【００３８】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６７と蛍光膜６８との間に、例えばＩＴＯ
を材料とする透明電極を設けてもよい。

【００３９】図６において、Ｄx1〜Ｄxm、Ｄy1〜Ｄyn及
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６
３と、Ｄy1〜Ｄynはマルチ電子ビーム源の列方向配線６
４と、Ｈvはフェースプレートのメタルバック６９と電
気的に接続している。

【００４０】以上、本発明を適用した画像形成装置を説
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。

【００４１】第１の基体の作製 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
第１の基板１上に下配線と上配線とに接続される素子電
極を形成した。続いて、下配線をスクリーン印刷で形成
した。次いで、下配線と上配線間の層間絶縁層を形成
し、続いて上配線を形成した。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、所望の形状とし
た。

【００４２】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
て所定の位置に形成した。さらに、位置決め固定部材４
ａ、５ａ、６ａを図１に示す位置に形成した。位置決め
固定部材は図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。なお、位置決め固定部材は、
Ｌ＝４．２ｍｍ、ｌ＝２ｍｍ、Ｓ＝３ｍｍ、高さ３０ｍ
ｍとした。凹部は、９０度のＶ字型である。

【００４３】以上の工程により、第１の基体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、位置決め固定部材等を形成した。

【００４４】第２の基体の作製 工程−３ 青板ガラス基板に、蛍光体および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
ックを形成した。

【００４５】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
て所定の位置に形成した。さらに、位置決め固定部材４
ｂ、５ｂ、６ｂを図１に示す位置に形成した。位置決め
固定部材は図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ガラスで
固定した。

【００４６】以上の工程により、第２の基体に３原色の
蛍光体の配列蛍光体、支持枠用の接着材、位置決め固定
部材等を形成した。

【００４７】工程−５ 次に、上記第１及び第２の基体１、２を図９に示す加圧
装置に設置した。なお図９において図１と同符号のもの
は図１と同一のものを示す。この加圧装置は、上ホルダ
ー９１、下ホルダー９２、加圧手段９３、ホルダースラ
イドガイド９４等から構成される。下ホルダー９２上
に、第１の基体１を設置し、支持枠と、直径２．２ｍ
ｍ、高さ３．５ｍｍのガラス棒４ｃ、５ｃ、６ｃをそれ
ぞれ位置決め固定部材４ａ、５ａ、６ａの凹部に配置す
る。

【００４８】次に、第２の基体２の位置決め部材４ｂ、
５ｂ、６ｂを第１の基体１の位置決め固定部材４ａ、５
ａ、６ａとそれぞれ嵌合するようにして第２の基体を設
置する。その後、上ホルダー９１を、ホルダースライド
ガイド９４を通じて第２の基体２の上に設置し、加圧手
段９３により加圧する。

【００４９】工程−６ 上記加圧装置、第１及び第２の基体１、２、支持枠なら
びに位置決め固定部材を加熱炉に導入し、加熱する。

【００５０】工程−７ 所望の時間後、加熱炉を徐冷してフリットを硬化させ
る。最後に、加圧装置から、支持枠が接着した第１及び
第２の基体１、２を取り出した。

【００５１】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）を通じて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Ｄx1〜ＤxmとＤy1〜Ｄynを通じ
て導電性薄膜に電圧を印加し、電子放出部７５を形成
し、続いて、アセトンガスを導入し活性化処理を行っ
た。さらに、一連の工程終了後、２５０℃で、１０時間
ベーキングを行った。

【００５２】工程−９ 次に、室温で、１０^-8Ｔｏｒｒ程度の真空度まで排気し
た後、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。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。

【００５３】以上のように完成した本発明の画像形成装
置において、各電子放出素子は、容器外端子Ｄx1〜Ｄx
m、Ｄy1〜Ｄynを通じて走査信号および変調信号を不図
示の信号発生手段よりそれぞれ印加することにより、電
子を放出させ、高圧端子Ｈｖを通じてメタルバック６９
に５ｋＶ以上の高圧を印加し、電子ビームを加速して蛍
光膜６８に衝突させ、蛍光膜を励起・発光させることで
画像を表示した。

【００５４】その結果、電子放出素子と蛍光体の位置ズ
レがなく、位置ズレに起因した輝度のバラツキや混色は
観察されなかった。

【００５５】（実施例２）本発明の第２の実施例は、実
施例１とは、位置決め固定部材と支持枠との相対位置が
異なり、位置決め固定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り、さらに軽量化を図るために、耐
大気圧部材としてスペーサを設置した例である。図１０
（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図１０は１０イン
チ小型画像形成装置を作製するため、３０インチの基板
を用いた作製途中の説明図である。１０１はリアプレー
ト、１０２はフェイスプレート、１０３は支持枠、１０
４は位置決め固定部材、１０５はスペーサ、１０６は配
線である。

【００５６】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
決め固定部材は、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。なお、位置決め固定部材は、Ｌ＝
４ｍｍ、ｌ＝２ｍｍ、Ｓ＝３ｍｍ、高さ３．５ｍｍと
し、凹部はＶ字型である。一方、凹部に配置するガラス
部材は、直径２ｍｍ、高さ４ｍｍとした。これらは第１
及び第２の基体１、２と同一の材料であるガラスで形成
した。

【００５７】次に、本実施例の画像形成装置の製造方法
について説明する。

【００５８】第１の基体の作製 工程−１ 図１０に示す３０インチサイズのガラス基板に、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
層および上配線をこの順に印刷法で作製した。導電性薄
膜は、有機金属化合物の水溶液の液滴をインクジェット
法で付与した後、基板を３５０℃で焼成して有機金属化
合物を熱分解し、金属酸化物の導電性膜を作製した。実
施例１との相違点は、同一の形態の配線等が４組作製さ
れていることである。なお、本実施例２においては、イ
ンクジェット法で付与したので導電性薄膜のパターニン
グ工程は必要ない。

【００５９】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
て所定の位置に４組形成した。さらに、図１０に示す位
置に、小型の画像形成装置１つ当たり３個の位置決め固
定部材を合計４組形成した。位置決め固定部材は図１１
に示す形状に予め加工されたもの１０４ａを第１の基体
１にフリットガラスで固定した。図１１において、図１
１（ａ）は図１０のＸ−Ｘ線断面図であり、図１１
（ｂ）は図１０のＸ−Ｙ平面断面図である。

【００６０】以上の工程により、第１の基体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、位置決め固定部材等を４組形成した。

【００６１】第２の基体の作製 工程−３ ３０インチ青板ガラス基板に、透明導電体、蛍光体、お
よび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を形成した。

【００６２】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
て所定の位置に４組形成した。さらに、位置決め固定部
材１０４ｂを図１０に示す位置に形成した。位置決め固
定部材は図１１に示す形状で、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、スペーサをフェースプレートの黒色導電体
にフリットで接着した。

【００６３】以上の工程により、第２の基体に３原色の
蛍光体のストライプ状の配列蛍光体、支持枠用の接着
材、位置決め固定部材、スペーサ等を４組形成した。

【００６４】電子源の作製および容器の組立 次に、図１２に模式的に示す画像形成装置組み立て装置
に、第１の基体１及び第２の基体２を投入する。画像形
成装置組み立て装置は、第１の基体用のロード室、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、第２の基体用のロード室、ベーキング室、徐冷
室およびアンロード室からなる。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や真空計等が配
置され、フォーミング室および活性化室にはそれぞれ、
各配線に同時に電圧を印加してフォーミング工程および
活性化工程を実施できるようにプローブ針や電源等が配
置されている。さらに、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
キング室および安定化室には、加熱ができるようにさら
にヒーターが設置されている。また、組み立て室には、
実施例１と概念的には同様の加圧装置が設置されてお
り、上記第１及び第２の基体１、２はその加圧装置に設
置した。各室において各工程を終えた基体や容器は次の
工程室に搬送される。

【００６５】工程−５ 第２の基体用のロード室に第２の基体を導入し排気し
た。

【００６６】工程−６ 第２の基体用のベーキング室に第２の基体を搬送し、４
００℃で１時間ベーキングした。

【００６７】工程−７ 第１の基体用のロード室に第１の基体を導入し排気し
た。

【００６８】工程−８ 第１の基体用のベーキング室に第１の基体を搬送し、２
５０℃で１時間ベーキングした。

【００６９】工程−９ 第１の基体を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、全ラインのフォーミングを行っ
た。

【００７０】工程−１０ 第１の基体を活性化室に搬送し、ライン毎に活性化工程
を行い、全ラインの活性化工程を行った。活性化ガスと
して、アセトンを１０^-5Ｐａ導入し、３０分間通電し活
性化工程を行った。活性化終了後に排気した。

【００７１】工程−１１ 第１の基体を安定化室に搬送し、１０^-9Ｐａに排気後、
２３０℃で１０時間加熱し脱ガスを行った。第１の基体
に吸着しているアセトン、水、酸素等の脱ガスを行っ
た。

【００７２】工程−１２ 第１及び第２の基体１、２を組み立て室に搬送し、４１
０℃で加熱脱ガスを１０分間行った。このとき、第１の
基体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^-9Ｐａに到達していた。次に、第１
の基体と第２の基体とを位置決め固定部材を目標に位置
合わせし、支持枠を介して接合し加圧した。こうして表
示パネル（容器）が組み立てられた。

【００７３】工程−１３ 表示パネルを徐冷室に搬送した後、室温まで徐冷した。

【００７４】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。

【００７５】工程−１５ 表示パネルをダイシングソーで切断し、４個の小型表示
パネルに分割した。

【００７６】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、
混色等の位置ズレに起因する問題がなく表示ができた。

【００７７】（実施例３）本発明の第３の実施例は、実
施例１及び２と異なり電子放出素子に冷陰極電子放出素
子の一種である電界放出素子を用いた例であり、位置決
め固定部材を画像形成装置の支持枠の外側に設置し、さ
らに軽量化を図るために、耐大気圧部材としてスペーサ
を設置した例である。

【００７８】まず、電界放出素子について図１３を用い
て説明し、次いで画像形成装置について図１４を用いて
説明する。図１３において、１３１はリアプレート、１
３２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、１３９は画像形成部材である。図１４におい
て、１４１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は位置決
め固定部材、１４７はスペーサである。

【００７９】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
固定部材１４４、１４５、１４６は、支持枠の外側で容
器外に配置され、各位置決め固定部材のなす角は内角が
１２０°である。位置決め固定部材は、４本の直径１ｍ
ｍ、長さ１ｍｍガラス棒１４４ａ、１４５ａ、１４６ａ
を第１の基体に接着し、その間隙により凹部を形成し
た。一方、棒状の部材１４４ｂ、１４５ｂ、１４６ｂ
は、直径２ｍｍで長さ１．５ｍｍとし、第２の基体に接
着して凸部を形成した。これらの部材は第１及び第２の
基体と熱膨張係数が概略同一の材料であるセラミクスで
形成した。なお、第１の基体と第２の基体間の間隙は
１．５ｍｍとした。

【００８０】次に、本実施例の画像形成装置に製造方法
について説明する。

【００８１】第１の基体の作製 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
置決め固定用部材１４４ａ、１４５ａ、１４６ａで凹部
を形成した。次に公知の方法によって図１３に示すよう
に、陰極、ゲート電極、配線等を作製した。なお、陰極
材料はＭｏとした。

【００８２】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
て所定の位置に形成した。

【００８３】以上の工程により、第１の基体に単純マト
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、位置決め固定部材等を形成した。

【００８４】第２の基体の作製 工程−３ 青板ガラス基板に、透明導電体、蛍光体および黒色導電
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
せメタルバックを形成した。

【００８５】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、
位置決め固定部材１４４ｂ、１４５ｂ、１４６ｂで凸部
を形成した。支持枠を固定するためのフリットガラス
を、印刷によって所定の位置に形成した。さらに、スペ
ーサを黒色導電体にフリットで接着した。

【００８６】以上の工程により、第２の基体に、３原色
の蛍光体のストライプ状の配列蛍光体、支持枠用の接着
材、位置決め固定部材、スペーサ等を形成した。

【００８７】工程−５ 次に、実施例１と同様に、上記第１及び第２の基体を、
図９に示す加圧装置に設置した。

【００８８】下ホルダー上に、第１の基体を設置し、支
持枠を配置する。次に、第２の基体の位置決め固定用の
凸部を、第１の基体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
ドガイドを通じて第２の基体上に設置し、加圧手段によ
り加圧した。

【００８９】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、加熱した。

【００９０】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
た。最後に、加圧装置により、第１及び第２の基体と支
持枠が接着した画像形成装置用の容器を取り出した。

【００９１】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、エージングを行った。さらにエージング終了後、２
５０℃で、１０時間ベーキングを行った。

【００９２】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。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。

【００９３】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
より電子を放出する。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、この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が表示される。このとき混色等
の位置合わせに起因する問題は起こらず、かつ容易に位
置合わせができた。

【００９４】

【発明の効果】第１の基体と第２の基体と、該第１の基
体と第２の基体間を支持する支持枠から構成され、該第
１の基体と第２の基体間に複数の位置決め固定部材が配
設され、該位置決め固定部材の位置決め面は基体平面と
垂直であることを特徴とする本発明の画像形成装置によ
れば、第１の基体と第２の基体間に配設された複数の位
置決め固定部材によって、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。その結果、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が行われる。さらに、第１の基
体と第２の基体の位置決め固定部材の配設場所の基体間
隔がそれぞれ異なる場合であっても、平面位置決め精度
が低下せず高精度な第１の基体と第２の基体の位置決め
が実現できる。

【００９５】複数の位置決め固定部材が、支持枠と第１
の基体と第２の基体で構成された容器内あるいは容器外
に配設された本発明の画像形成装置によれば、複数の位
置決め固定部材と支持枠とが位置的に分離されたもので
あるため、複数の位置決め固定部材の形状の自由度が増
加し、第１の基体と第２の基体の位置決め固定部材の配
設場所の基体間隔がそれぞれ異なる場合であっても、平
面位置決め精度が低下せず高精度な第１の基体と第２の
基体の位置決めが実現できる。

【００９６】本発明の画像形成装置によれば、複数の位
置決め固定部材は、基体への荷重が平均的に分散される
配置とすることができ、第１の基体と第２の基体の熱膨
張の差による応力を分散させることができ、組み立て工
程中も高精度な位置合わせが維持される。

【００９７】本発明の画像形成装置の製造方法は、室温
において、第１の基体と第２の基体の位置合わせ・固定
を行うものであって、接合材の軟化・固化のための高温
加熱・冷却工程において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が行える。さらには、高温に
対応したアライメント装置も必要なく、装置の簡略化が
可能である。

【００９８】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も必
要なく、高精度な組み立てが実現できるため、安価で高
品位な画像形成装置が実現できる。

【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部分の説明
図である。

【図２】本発明の画像形成装置の位置決め固定部材の説
明図である。

【図３】本発明の画像形成装置の主要な構成部分の説明
図である。

【図４】本発明の画像形成装置の位置決め固定部材の説
明図である。

【図５】本発明の画像形成装置の組み立て工程図であ
る。

【図６】本発明の画像形成装置の斜視図である。

【図７】本発明の画像形成装置における表面伝導型電子
放出素子の説明図である。

【図８】本発明の画像形成装置における蛍光膜の説明図
である。

【図９】本発明の製造方法に用いる画像形成装置組み立
て用装置（加圧装置）の説明図である。

【図１０】本発明の製造方法において、小型画像形成装
置の分離前の状態を示す図である。

【図１１】本発明の画像形成装置の位置決め固定部材の
説明図である。

【図１２】本発明の製造方法に用いた画像形成装置組み
立て装置の説明図である。

【図１３】本発明の画像形成装置に用いた電界放出素子
の説明図である。

【図１４】本発明の画像形成装置の説明図である。

【図１５】従来の画像形成装置の組み立て工程図であ
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 位置決め固定部材 ４１ フリット ６２ 表面伝導型放出素子 ６３ 行方向配線（下配線） ６４ 列方向配線（上配線） ６５ リアプレート ６６ 支持枠 ６７ フェースプレート ６８ 蛍光膜 ６９ メタルバック ７１ 基板 ７２、７３ 素子電極 ７４ 導電性薄膜 ７５ 素子放出部 ８１ 黒色導電体 ９１ 上ホルダー ９２ 下ホルダー ９３ 加圧手段 ９４ ホルダースライドガイド １０１ リアプレート １０２ フェイスプレート １０３ 支持枠 １０４ 位置決め固定部材 １０５ スペーサ １０６ 配線 １３１ リアプレート １３２ 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 １３９ 画像形成部材 １４１ リアプレート １４２ フェイスプレート １４３ 支持枠 １４４，１４５，１４６ 位置決め固定部材 １４７ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｂ 29/86 29/86 Ｚ 31/12 31/12 Ｃ (72)発明者 多川 昌宏 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小山 信也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基体と第２の基体と、該第１の基
   体と第２の基体間を支持する支持枠から構成され、該第
   １の基体と第２の基体間に複数の位置決め固定部材が配
   設され、該位置決め固定部材の位置決め面は基体平面と
   略垂直であることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 第１の基体と第２の基体と、該第１の基
   体と第２の基体間を支持する支持枠とが真空容器を構成
   する請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 支持枠の内側領域に、複数の位置決め固
   定部材が配設されたことを特徴とする請求項１又は２記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 支持枠の外側領域に、複数の位置決め固
   定部材が配設されたことを特徴とする請求項１又は２記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 位置決め固定部材は、３個配設され、こ
   れらの互いになす角度がほぼ１２０度であることを特徴
   とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 位置決め固定部材は、基体平面に略垂直
   な面上に凹部を有する或いは形成する部材が第１の基体
   および第２の基体にそれぞれ配設され、これらの部材
   は、互いに凹部が合わされ、その凹部内に配置される球
   状あるいは棒状の部材を介して嵌合することを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 位置決め固定部材は、基体平面に略垂直
   な面上に凹部を有する或いは形成する部材および凸部を
   有する或いは形成する部材がそれぞれ第１の基体および
   第２の基体に配設され、これらの部材は互いに嵌合する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
   画像形成装置。
8. 【請求項８】 位置決め固定部材は、基体平面上に凹部
   を有する或いは形成する部材と凸部を有する或いは形成
   する部材がそれぞれ第１の基体および第２の基体に配設
   され、これらの部材は互いに嵌合することを特徴とする
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 第１の基体には電子放出素子が配設さ
   れ、第２の基体には画像形成部材が配設された請求項１
   〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 画像形成部材が蛍光体を有する請求項
    ９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 電子放出素子が冷陰極電子放出素子で
    ある請求項９又は１０記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の画像形成装置の製造方法であって、第１の基体および
    第２の基体に位置決め固定部材を配設する工程、第１の
    基体あるいは第２の基体に支持枠を配置する工程、第１
    の基体と第２の基体を、位置決め固定部材を嵌合し、支
    持枠を介して接合する工程、第１の基体あるいは／及び
    第２の基体を加圧する工程、第１の基体と支持枠間およ
    び第２の基体と支持枠間に配設された接合部材を軟化す
    る工程、及び該接合部材を固化する工程を有することを
    特徴とする画像形成装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 第１の基体あるいは第２の基体に支持
    枠を配置する工程、及び第１の基体および第２の基体を
    位置決め固定部材を嵌合し支持枠を介して接合する工程
    は、室温で行われることを特徴とする請求項１２記載の
    画像形成装置の製造方法。