JPH11233002A - 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高精度
化し、スペーサの破壊や蛍光体、電子放出素子部の損傷
を防止し、画像品位の高い平板型画像形成装置、ならび
に該装置の生産性の高い製造方法を提供する。 【解決手段】 第１の基体、第２の基体、該第１の基体
と第２の基体間を支持するスペーサ、支持枠、前記第１
の基体と第２の基体間の複数の位置決め固定部材および
複数の間隔設定部材、が配設された画像形成装置の前記
間隔設定部材の軟化温度が、前記各部材を固定するため
に用いられる接着材の軟化温度より低いことを特徴とす
る画像形成装置。

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、特
に平板型画像形成装置および該画像形成装置の製造方法
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。また、アクティブマトリクス型液
晶は自発光型でないため、バックライトを用いて表示を
行なうものであるが、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イや電界電
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）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、蛍光体を発光させて表示を行
な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
化も行なわれつつある。特に、これらの画像形成装置に
おいては、高精度で容易に組み立てできる方法が望まれ
ている。

【０００４】図１５に、これら平板型画像形成装置の組
み立ての方法例として、液晶表示装置をあげる。特開平
５-２３２４５１号公報の開示例を用いて説明する。液
晶ガラス基板の一対の基板１,２（以下、第１の基板
（体）および第２の基板（体）と記す）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
る。位置合わせ装置によって、第１、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。次
いで、第１の基板、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
れたあと、加圧が解除され、組み立てれた液晶セルは、
位置合わせ装置から取り外される。こうして、高温状態
で位置ずれが発生しても、位置合わせが行なわれるた
め、高精度に第１の基板と第２基板の位置合わせができ
るとされている。また、前記公開公報において、従来技
術として、室温で位置合わせのあと、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
も記載されている。

【０００５】

【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、第１の基体上の電子放出素子と第２の基体上の
画像形成部材を１:１に対応させ、数十〜数百μｍの画
素を形成する。この際、電子放出素子と画像形成部材の
位置合わせが不十分な場合、画素の輝度ばらつきが発生
したり、カラーの場合は、Ｒ,Ｇ,Ｂの各色が混色した
り、画像品位を損なう等の問題が発生する。このため、
第１の基体上の電子放出素子と第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となる。

【０００６】上記液晶においては、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なったあ
と、接着材の固化を行うことにより、第１の基体と第２
の基体の位置合わせを行なう。このため、高温槽内でア
ライメントを行なう場合や加圧治具にヒーターを設置し
たりして行なう。このため、アライメント装置は、高温
仕様の精度を要求され、工程が複雑化することになり、
生産性の低下をもたらす等の間題が発生する。また、前
記公開公報でも指摘しているように、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間題が発生する。

【０００７】―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
の基体と第２の基体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。このため上記液晶の場合、接着材が有機系接着材
であるため、軟化温度が１５０℃前後であるのに比ベ、
４００℃以上の高温になるため、さらに高精度の位置合
わせを必要とし、組立装置上の間題は厳しいものとな
る。

【０００８】さらに、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大気圧に耐えるように、支持
体を基体１と基体２間に配置することにより、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。

【０００９】スペーサの形状としては、円柱状、平板状
等が用いられるが、円柱状の場合はその直径を、また平
板状の場合は、その板厚を前記黒色導電体の幅以下、す
なわちに数十〜数百μｍ程度にする必要がある。上述の
スペーサを第１の基体または第２の基体に固定し、両基
体を対向するように組立装置に配置する場合、自重によ
り基体が湾曲してしまい、中央部のスペーサが対向する
基板面に接触して、その結果スペーサ、蛍光体面、電子
放出素子部を損傷する場合があった。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは上記の平板型画像形成
装置の組み立て精度を高精度化し、さらには特に、スペ
ーサの破壊や蛍光体および電子放出素子部の損傷が生ず
ることのない、画像品位が良好で生産性の高い平板型画
像形成装置、ならびに該画像形成装置の製造方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の諸問題を解決する
ための本発明は、第１の基体、第２の基体、該第１の基
体と第２の基体間を支持するスペーサ、支持枠、前記第
１の基体と第２の基体間の複数の位置決め固定部材、お
よび複数の間隔設定部材が配設された画像形成装置にお
いて、前記間隔設定部材の軟化温度が、前記第１の基
体、第２の基体、スペーサ、および支持枠を固定するた
めに用いられる接着材の軟化温度より低いことを特徴と
する、画像形成装置を開示するものである。

【００１２】また本発明は、画像形成装置を製造する方
法において、第１の基体および第２の基体に位置決め固
定部材を配設するステップ、第１の基体あるいは第２の
基体にスペーサを配設するステップ、第１の基体あるい
は第２の基体に支持枠を配設するステップ、第１の基体
あるいは第２の基体に該第１、第２の基体の間隔方向の
長さがスペーサよりも長い間隔設定部材を配設するステ
ップ、第１の基体および第２の基体を間隔設定部材を介
して接合するステップ、第１の基体および／あるいは第
２の基体を加圧するステップ、第１の基体および第２の
基体あるいは支持枠に配設された接合部材および間隔設
定部材を軟化するステップ、該接合部材および間隔設定
部材を固化するステップ、の各ステップを有することを
特徴とする、画像形成装置の製造方法を開示するもので
ある。

【００１３】本発明の画像形成装置は、間隔設定部材が
位置決め固定部材の周囲を囲むように配置されており、
前記間隔設定蔀材の軟化温度が、前記画像形成装置を構
成する部材を固定する際に用いる接着材の軟化温度より
低いことを特徴とする画像形成装置である。

【００１４】本発明の画像形成装置は、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スペ
ーサと支持枠から構成される真空容器よりなることを特
徴とする画像形成装置である。

【００１５】本発明の画像形成装置は、該容器内あるい
は、該容器外に、複数の位置決め固定部材および間隔設
定部材が配設されたことを特徴とする画像形成装置であ
る。複数の間隔設定部材は円筒形状、矩形形状からなる
構造が好ましく用いられることを特徴とする画像形成装
置である。

【００１６】本発明の画像形成装置は、特に第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、およびプラズマデ
ィスプレイ等であるが、必ずしも、これらに限らず、第
１の基体と第２の基体間の位置合わせが、スペーサを必
要とする画像形成装置では、本発明が適用される。

【００１７】本発明の画像形成装置を製造する方法は、
以下の各ステップを有する製造方法である。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ステッ
プ、第１の基体あるいは第２の基体にスペーサを配設す
るステップ、第１の基体あるいは第２の基体に支持枠を
配設するステップ、第１の基体あるいは第２の基体に該
第１、第２の基体の間隔方向の長さがスペーサよりも長
い間隔設定部材を配設するステップ、第１の基体および
第２の基体を間隔設定部材を介して接合するステップ、
第１の基体および／あるいは第２の基体を加圧するステ
ップ、第１の基体および第２の基体あるいは支持枠に配
設された接合部材および間隔設定部材を軟化するステッ
プ、該接合部材および間隔設定部材を固化するステッ
プ、また第１の基体あるいは第２の基体に支持枠を配設
するステップ、第１の基体あるいは第２の基体に位置決
め固定部材を介して間隔設定部材を配設するステップ、
第１の基体および第２の基体を間隔設定部材を介して接
合するステップが、室温であることを特徴とする画像形
成装置の製造方法である。

【００１８】（作用）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スペーサと支持枠と該
第１の基体と第２の基体間に、複数の位置決め固定部材
および複数の間隔設定部材とが配設された画像形成装置
において、該第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該第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。

【００１９】さらに、画像形成装置を組み立てる前の、
間隔設定部材の第１の基体と第２の基体との間隔方向の
長さがスペーサよりも長いことを特徴とする本発明の画
像形成装置によれば、上述のスペーサを第１の基体また
は第２の基体に固定し、両基体を対向するように組立装
置に配置する場合、自重により基体が湾曲しても、中央
部のスペーサが対向する基板面に接触することがないの
で、スペーサ、蛍光体面、電子放出素子部が破壊される
ことがない。

【００２０】また、前記間隔設定部材の軟化温度が、前
記第１の基体、第２の基体、スペーサ、および支持枠を
固定するために用いる接着材の軟化温度より低いので、
画像形成装置の製造時には、前記第１の基体と前記第２
の基体の間隔は徐々に狭くなり、最後には位置決め固定
部材により所望の位置に位置決めされ固定される。ま
た、間隔設定部材を位置決め固定部材に対して配置する
ため、間隔設定部材を確実に固定することができる。さ
らに、間隔設定部材は面内方向の精度に影響を及ぼさな
いので、位置決め固定部材とのクリアランスを大きく取
れる。第１の基体と第２の基体を仮組立する際に行う位
置合わせは、間隔設定部材に位置決め固定部材を合わせ
るのみでよく、位置決めが容易である。

【００２１】したがつて、本発明の画像形成装置は、上
記構成を有するため、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から画像形成装
置の真空容器やプラズマディスプレイの容器も構成する
ことができる。

【００２２】本発明の画像形成装置の製造方法は、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
ステップ、第１の基体あるいは第２の基体にスペーサを
配設するステップ、第１の基体あるいは第２の基体に支
持枠を配設するステップ、第１の基体あるいは第２の基
体に位置決め固定部材を介して間隔設定部材を配設する
ステップ、第１の基体および第２の基体を間隔設定部材
を介して接合するステップ、第１の基体および／あるい
は、第２の基体を加圧するステップ、第１の基体および
第２の基体あるいは支持枠に配設された接合部材および
間隔設定部材を軟化するステップ、該接合部材および問
隔設定部材を固化するステップ、また第１の基体あるい
は第２の基体に支持枠を配設するステップ、第１の基体
あるいは第２の基体に位置決め固定部材を介して間隔設
定部材を配設するステップ、を有する。

【００２３】上記本発明の画像形成装置の製造方法によ
れば、室温で第１の基体あるいは第２の基体の位置合わ
せ、固定を行うことができ、接合材の軟化、固化を行う
ための高温加熱、冷却工程で、位置合わせを行わなくて
済むため、高精度且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、装置の簡略化が図られる。

【００２４】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必
要とせずに、高精度な組み立てを容易に行うことができ
るため、安価で高品位な画像形成装置を実現することが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を具体的
に説明する。本発明は、プラズマディスプレイパネル、
とりわけ電界電子放出素子、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
を発光させて表示する平板型画像形成装置、および該画
像形成装置の製造方法を提供するものである。

【００２６】まず本発明の画像形成装置の主要な構成の
一例を図１〜８を用いて説明する。図１は、本発明の画
像形成装置の―部を切り出した模式図であり、図２
（ａ）は本発明の画像形成装置の仮固定時の平面図であ
る図２（ｂ）のＡ-Ａ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（４１,４２,４３）は
位置決め固定部材で、各部材とも２つあるいは３つの部
材から構成される。５は間隔設定部材、６はスペーサで
ある。図３は、間隔設定部材５の部分拡大図であり、４
３は、球状、棒状等のガラス、セラミック等の部材であ
り、５はフリットガラス等をプリフォーム等で作製した
部材である。図４は組立後の画像形成装置を示したもの
で、間隔設定部材５が軟化しスペーサ６が基体１に接地
している。

【００２７】図５〜８は本発明の他の構成例を示したも
のである。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。
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イで
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。

【００２８】基体２は、ガラス等で構成されたフェース
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。さらに、電子放出素子を用いた画像形成装置で
は、電子と衝突して発光する蛍光体が配置される。ま
た、プラズマディスプレイでは、配線等が設置される。

【００２９】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。なお支持枠３は、印刷隔壁
を用いてもよく、あるいはフェースプレート、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。‘支持
枠３と基体１,２の間は、接着材やフリットガラスによ
り接着される。

【００３０】位置決め固定部材４は、あらかじめ基体１
および２に形成されており、基体１と基体２の位置合わ
せを簡易に行うことができ、同時に接着材等がなくて
も、仮固定がなされるように、図３に示すように、位置
決め固定部材４１,４２等に、円錐状の凹部を形成し、
２つの部材間に球状、棒状でガラス、セラミック部材等
の４３によって嵌合する。この嵌合はこれに限られたも
のではなく、図７に示すように、基体１および２に位置
決め固定部材として基体上に設けられた２本の棒状部材
の間隙によつて、凹部を形成し、図３と同様に、球状、
棒状でガラス、セラミック部材等によつて嵌合すること
もできる。

【００３１】図２に示すように、位置決め固定部材およ
び間隔設定部材の平面的配置は、容器外でも、図５に示
すように支持枠内の容器内でもよいが、容器内に配置す
る場合は間隔設定部材の脱ガス等を考慮した材料を使用
しなければならないため、容器外に配置するのが好まし
い。また、間隔設定部材は、位置決め固定部材の数だけ
用いてもよいが３個以上が好ましい。

【００３２】間隔設定部材を容器外の配置にした場合
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引出し配線の外に設置
でき、配置上有利である。また、画像形成装置段階で組
み立て完了後、位置決め固定部材４と共に切り落として
画像形成装置を構成することができる。

【００３３】また、容器内に間隔設定部材が配設されな
いため、脱ガス等を考慮しなくてすみ、間隔設定部材の
材質を任意に選択することができる。そのため間隔設定
部材の材質は、前記第１の基体、第２の基体、スペー
サ、および支持枠を固定するために用いる接着材の軟化
温度よりも低い温度で軟化するものであればよく、フリ
ット、熱可塑性樹脂等が用いられる。

【００３４】スペーサ６は、画像形成装置の容器を真空
あるいはプラズマディスプレイのように低圧のガスを封
入した場合に大気圧を支持する支持体であり、大気圧に
耐えるように設計される。スペーサの形態、配置は、円
柱状、平板状、いげた状等種々の形態が適用される。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次電子放出係数が小さ
く１に近い、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場合もある。

【００３５】なお、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
たあと、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、ガスが導入封止される。

【００３６】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、位置決め固定部
材、間隔設定部材、およびスペーサの構造的関係を述ベ
る。間隔設定部材５の高さが、スペーサ６の高さより大
きいので、画像形成装置の組立を行う際の仮組立作業時
において、基体１と基体２の間隔はスペーサ高さより大
きくなり、基体２（基体１）とスペーサの間に隙間がで
きる。そのため、仮組立時に生じやすいスペーサと対向
した基体との接触による破損が防止される。

【００３７】次に、本発明の画像形成装置の製造方法の
一例を、図９および図１０を用いて説明する。図９は、
本発明の画像形成装置の製造方法の一例を説明するブロ
ック図である。図１０は、加圧装置の一例を示す模式図
である。製造は下記のステップ（１）〜（８）により行
なわれる。

【００３８】（１）基体１、基体２にあらかじめ電極、
配線、素子等および位置決め固定部材４を形成する。な
お、同時に支持枠の接着材が基体１に配設される。 （２）基体１、２を加圧装置に設置する。 （３）基体１あるいは２に支持枠、スペーサ６を配設す
る。なお、スペーサを基体に配設する場合は、フリット
ガラス等であらかじめ接着される。 （４）間隔設定部材５を位置決め固定部材４に差し込
み、設置する。 （５）間隔設定部材５が軟化する温度まで加熱すること
により位置決め固定部材４がそれぞれ嵌合される。 （６）加圧装置により、第１の基体、第２の基体を加圧
しながらさらに加熱し、接着材を流動きせ、所望の時間
加熱、加圧保持する。 （７）冷却する。 （８）加圧を解除する。 こうして画像形成装置の容器が製造される。なお、上記
製造ステップには適宜、電子放出素子を形成するための
ステップが挿入される。

【００３９】次に図１０を用いて、本発明に用いられる
加圧装置を説明する。図１０（ａ）は、本発明に用いら
れる加圧装置の一例を示す断面図、図１０（ｂ）は、本
発明に用いられる加圧装置の上ホルダー部を示す平面図
である。本発明に用いられる加圧装置は、上ホルダー１
０１、下ホルダー１０２、加圧手段１０３、ホルダース
ライドガイド１０４等から構成される。なお、図１〜８
と同一の符号は、同一のものを示している。上ホルダー
１０１をホルダースライドガイド１０４を通して、基体
２の上に設置した加圧手段１０３により、基体２を加圧
する。上記画像形成装置の製造方法のステップのうち、
少なくとも、ステップ４,５ では、容器内の圧力が、容
器外の圧力と等しいか、あるいは正圧以上とする。

【００４０】間隔設定部材５の軟化温度を前記第１の基
体、第２の基体、スペーサ、および支持枠を固定するた
めに用いる接着材の軟化温度より低く設定することによ
リ、スペーサ６と基体１（基体２）は緩やかに接触する
ことができ、スペーサ６の破損もなく組立を行うことが
できる。さらに、間隔設定部材５の軟化時に位置決め固
定部材４が嵌合されるため、基体１、２の位置決めを正
確に行うことができる。特に、上記工程を真空装置内で
行う場合は、容器内外は、真空であるために、さらに容
器内が、水、酸素、等に汚染されず、容器内が維持され
るために、容器内の脱ガスが容易に行なわれる。

【００４１】以上、説明したように、位置決め固定部材
４に間隔設定部材５を差し込むだけで仮組立時にはスペ
ーサ６と基体との接触による破損を防止することがで
き、間隔設定部材５の軟化後には、位置決め固定部材４
の嵌合により、基体１,２間の位置決め、仮固定が行な
われ、スペーサ、位置決め、支持枠を介した画像形成装
置の容器が構成される。

【００４２】

【実施例】以下、図面に基づき実施例により本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれらによってなんら
限定されるものではない。 ［実施例１］本発明の第１の実施例は、図１〜４に示さ
れる構成の容器を用いた画像形成装置である。

【００４３】図１は、本発明の画像形成装置の一部を切
り出して示す模式斜視図であり、図２（ａ）は、本発明
の仮固定時の画像形成装置を示す平面図（図２（ｂ））
のＡ-Ａ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（４１,４２,４３）は位置決め固定
部材で、３個所に設置されている。５は間隔設定部材、
６はスペーサである。図３は、問隔設定部材５の部分拡
大図である。

【００４４】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インチとする縦と横の比
が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１１を用いて説明し、次にその製
造方法を説明する。

【００４５】図１１は、本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一部を
切り欠いて示している。図中、１１５はリアプレート、
１１６は支持枠、１１７はフェースプレートであり、１
１５〜１１７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。１１０は、平板上
のスペーサであり、導電性が付与されたスペーサであ
る。

【００４６】リアプレート１１５上には、表面伝導型放
出素子１１２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。例えば、高品位テレビジヨンの表示を
目的とした表示装置においては、Ｎ=３０００,Ｍ=１０
００以上の数を設定することが望ましい。本実施例で
は、Ｎ=３３３,Ｍ=２５０とした）。前記Ｎ×Ｍ個の表
面伝導型放出素子は、Ｍ本の行方向配線１１３（上配線
と述ベる場合もある）と、Ｎ本の列方向配線１１４（下
配線と述ベる場合もある）により、単純マトリクス配線
されている。

【００４７】図１２を用いて、本発明に適用可能な表面
伝導型電子放出素子の構成を説明する。図１２（ａ）は
平面図、図１２（ｂ）は断面図である。図１２におい
て、１２１は基板、１２２,１２３は素子電極、１２４
は導電性薄膜、１２５は電子放出部である。

【００４８】素子電極１２２,１２３を通じて、導電性
薄膜１２４にフオーミング処理を施すことにより、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１２５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１２４に電圧を印
加し、素子に電流を流すことによリ、上述の電子放出部
１２５より電子を放出せしめるものである。（なお、従
来技術で述べた特開平７-２３５２５５号公報の開示例
と同様のものである）。

【００４９】また、フェースプレート１１７の下面に
は、蛍光膜１１８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１１８の部分にはＣＲＴの
分野で用いられるＲ,Ｇ,Ｂ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１３（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１３１が設けてある。黒色の
導電体１３１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
ることや、外光の反射を防止して表示コントラストの低
下を防ぐこと、電子ビームによる蛍光膜のチャージアッ
プを防止すること等である。黒色の導電体１３１には、
黒鉛を主成分として用いたが、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。

【００５０】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は、前
記の図１３（ａ）に示すストライプ状の配列に限られる
ものではなく、例えば図１３（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。

【００５１】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１１８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。また、蛍光膜１１８のリアプレート側の面には、Ｃ
ＲＴの分野では公知のメタルバック１１９を設けてあ
る。メタルバック１１９を設けた目的は、蛍光膜１１８
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
ことや、負イオンの衝突から蛍光膜１１８を保護するこ
とや、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として
作用させることや、蛍光膜１１８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。

【００５２】メタルバック１１９は、蛍光膜１１８をフ
ェースプレート１１７上に形成したあと蛍光膜表面を平
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１１８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１１９は用いない。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１
１７と蛍光膜１１８との問に、例えばＩＴＯを材料とす
る透明電極を設けてもよい。

【００５３】さらに、Ｄｘｌ〜Ｄｘｍ、およびＤｙ１〜
Ｄｙｎ、ならびに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。Ｄｘｌ〜Ｄｘｍはマルチ電子ビー
ム源の行方向配線１１３と、Ｄｙ１〜Ｄｙｎはマルチ電
子ビーム源の列方向配線１１４と、Ｈｖはフェースプレ
ートのメタルバック１１９と、それぞれ電気的に接続し
ている。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。

【００５４】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。 （基体１の作成） （工程１）青板ガラス基板上にシリコン酸化膜をスパッ
タ法で形成し、その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、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
で形成したあと、バターニングして、所望の形態とし
た。

【００５５】（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つて、所望の位置に形成した。さら
に、位置決め固定部材４を図２に示す位置に形成した。
位置決め固定部材４は図２（ａ）,（ｂ）に示す形状に
あらかじめ加工されたものをフリットガラスで固定し
た。なお、支持枠３は、高さ３.８ｍｍとした。位置決
め固定部材４は図３に示すように、ｈ1=ｈ2=１.９ｍ
ｍ、Ｄ=３.５ｍｍの円錐状の形態の凹部である。一方、
球状の部材は、ｄ=３ｍｍとした。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。

【００５６】（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、そのあと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。さらに、厚み１００μｍ、高さ
４.０ｍｍの平板状スペーサ６をガラスフリットで接着
した。なお、スペーサはガラス製であり、その表面にＣ
rＯ₂を積層して導電性を付与した。

【００５７】（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つて、所望の位置に形成した。さら
に、位置決め固定部材４を図２に示す位置に形成した。
位置決め固定部材は図２（ａ）に示す形状で、工程２で
用いたものと同―の大きさにあらかじめ加工されたもの
をフリットで固定した。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、位置決め固定部材等を形成した。

【００５８】（工程５）次に、上記基体１,２を図１０
に示す加圧装置に設置した。（なお図２と同符号のもの
は、図２と同一のものである）。下ホルダ１０２上に、
基体１を設置し、支持枠３、直径３ｍｍのガラスビーズ
を位置決め固定部材４の凹部に配置する。次に、間隔設
定部材５を位置決め固定部材４にセットする。

【００５９】次に、基体２の位置決め固定部材４が間隔
設定部材５に挿入されるように、基体２を配置する。そ
のあと、ホルダースライドガイド１０４を通じて上ホル
ダー１０１を基体２の上に設置し、加圧手段１０３によ
り加圧する。間隔設定部材５は、内径４ｍｍ、外形５ｍ
ｍ、高さ（Ｈ）４.５ｍｍの円筒形にプリフオームされ
たフリットガラスを用いた。

【００６０】（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。 （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（不図示）を通じ真空ポンプにて排
気し、十分な真空度に達したあと、容器外端子Ｄｘｌ〜
ＤｘｍとＤｙｌ〜Ｄｙｎを通じ電子放出素子に電圧を印
加し、電子放出部１２５を、導電性薄膜１２４をフオー
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℃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
熱することにより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高周波加熱法でゲッター
処理を行った。

【００６３】以上のように完成した本発明の画像表示装
置において、各電子放出素子には、容器外端子Ｄｘｌ〜
Ｄｘｍ,Ｄｙｌ〜Ｄｙｎを通じ、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
により電子放出させ、高圧端子Ｈｖを通じメタルバック
１１９、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１１８に衝突さ
せ、励起・発光させることにより画像を表示した。

【００６４】その結果、電子放出素子、蛍光体の位置ず
れがなく、また位置ずれに起因した輝度ばらつきや混色
もなく、さらに蛍光体の損傷、スペーサの損傷も観察さ
れなかつた。

【００６５】［実施例２］図５は、本発明の第２の実施
例を示したものであり、実施例１とは、間隔設定部材５
（位置決め固定部材４）と支持枠３との相対位置が異な
り、間隔設定部材５（位置決め固定部材４）を画像形成
装置の支持枠３の内側に設置したものである。図２と同
―な符号は同―なものを示す。

【００６６】本実施例では、円柱形の位置決め固定部材
４を用い、円筒形の間隔設定部材５を用いた。間隔設定
部材５はフリットガラスを円筒形にプリフォームしたも
のを用いた。

【００６７】上記構成の画像形成装置を実施例１と同様
な工程で組立を行うことにより、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、スペーサの損傷もない
画像形成装置を作製することができた。

【００６８】［実施例３］本発明の第３の実施例は、実
施例１とは間隔設定部材５の形状が異なり、四角柱に角
穴があいている部材を用いた例である。また、スペーサ
の設置方法が異なっている。

【００６９】図６（ａ）,（ｂ）を用いて説明する。１
はリアプレート、２はフェースプレート、３は支持枠、
７は位置決め固定部材、６はスペーサ、５１は間隔設定
部材である。

【００７０】画像形成装置の有効表示エリアの大きさ
は、縦と横の比が３:４で、対角１０インチである。間
隔設定部材５１および位置決め固定部材７は、支持枠の
外側で画像平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。

【００７１】図７に示すように、基体１および２に位置
決め固定部材７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３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。

【００７２】なお、本実施例３では位置決め固定部材７
は、ｄｌ=３ｍｍ、ｄ２=１ｍｍ、長さ１０ｍｍ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３の高さは、３.８ｍｍとした。間隔設
定部材５１は、内寸４ｍｍ×ｌｌｍｍ、外寸５ｍｍ×ｌ
２ｍｍ、高さ（Ｈ）４.５ｍｍの四角柱に角穴のあいた
熱可塑性樹脂を用いた。本発明を適用した画像形成装置
の基本構成は実施例１で説明したものと同―である。

【００７３】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。 （基体１の作成） （工程１）図６に示す１０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滴をインクジエット法で付
与したあと、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性膜を作成した。なお、こ
の場合は、インクジエ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。

【００７４】（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。さら
に、位置決め固定部材７を図６（ｂ）に示す位置に形成
した。位置決め部材はあらかじ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。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。

【００７５】（基体２の作成） （工程３）基体１と同様に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、そのあと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。

【００７６】（工程４）支持枠３を固定するためのフリ
ットガラスを印刷によつて、所望の位置に形成した。さ
らに、位置決め固定部材７を図６（ｂ）に示す位置に形
成した。位置決め固定部材７は、工程２で用いたものと
同一の大きさにあらかじ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６を黒色導電体にフリット
で接着した。以上の工程によリ、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、位置決め固定部材、スペーサ等を形成した。

【００７７】（電子源の作成および容器の組み立）図１
４は、基体１,２を組み立て、画像形成装置を作製する
ための電子源作成組立装置の概念図である。

【００７８】まず、電子源作成組立装置に基体１および
基体２を投入する。図１４の電子源作成組立装置は、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、ま
たフォーミング室、活性化室には、各配線に同時に電圧
を印加してフオーミング工程、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、安定化室に
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１と概念的には同様の加
圧装置が設置されている。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。 （工程６）基体２のべ―キング室に基体２を搬送し、４
００℃で１時間ベーキングした。 （工程７）基体１のロード室に基体１を導入し、排気す
る。 （工程８）基体１のべーキング室に基体１を搬送し、２
５０℃で１時間ベーキングした。 （工程９）基体１を基体１のフォーミング室に搬送し、
ライン毎にフオーミング工程を行ない、全ラインフオー
ミングを行なつた。

【００８０】（工程１０）基体１を該基体１の活性化室
に般送し、ライン毎に活性化工程を行ない、全ラインの
活性化工程を行なつた。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
なった。活性化終了後、排気した。 （工程１１）基体１を基体１の安定化室に搬送し、１０
^-9Ｐａに排気後、２３０℃で１０時間加熱し脱ガスを行
なつた。基体１に吸着しているアセトン、水、酸素等の
脱ガスを行なつた。

【００８１】（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分間行なつた。
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^-9Ｐａに到達してい
た。次に、間隔設定部材に位置決め固定部材が挿入され
るように位置合わせを行い、加圧装置で加圧した。こう
して表示パネルが組み立てられた。

【００８２】（工程１３）表示バネルを徐冷室に般送し
たのち、室温まで徐冷した。 （工程１４）表示パネルをアンロード室に搬送し、あと
表示パネルを取出した。こうして製造された表示パネル
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、混色等位置ずれの間題がなく、また、スペーサの
損傷もなく、安定して表示することがができた。

【００８３】

【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スペーサと支持枠と該第１の
基体と第２の基体間に、複数の位置決め固定部材と間隔
設定部材が配設された画像形成装置において、間隔設定
部材の高さがスペーサの高さよりも長いので、室温ある
いはその近房で第１の基体と第２の基体の位置合わせを
行う際に、スペーサの先端が第１の基体または第２の基
体に触れることがなく、スペーサの破損、蛍光体面、電
子放出素子面の損傷を防止することができる。

【００８４】また、間隔設定部材の位置決め、および配
置を、位置決め固定部材に対して行うため、間隔設定部
材の特別な位置合わせ、配置手段を必要としない。さら
に、前記間隔設定部材の軟化温度が、前記第１の基体、
第２の基体、スペーサ、支持枠を固定するために用いる
接着材の軟化温度より低いため、画像形成装置の製造時
の位置決めは位置決め固定部材により行われるので、精
度よく製造することができる。

【００８５】上記のように、本発明の画像形成装置およ
びその製造方法によれば、精度のよい画像形成装置を歩
留まりよく容易に製造することができ、安価で高品位な
画像形成装置が実現する等、顕著な効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置（実施例１）の部分構成
を示す模式図。

【図２】本発明の画像形成装置（実施例１）の主要構成
を示す模式図。

【図３】本発明の画像形成装置（実施例１）の部分構成
を示す模式拡大図。

【図４】本発明の画像形成装置（実施例１）を示す模式
断面図。

【図５】本発明の画像形成装置（実施例２）の主要構成
を示す模式図。

【図６】本発明の画像形成装置（実施例３）の主要構成
を示す模式図。

【図７】本発明の画像形成装置（実施例３）の部分構成
を示す模式拡大図。

【図８】本発明の画像形成装置（実施例３）を示す模式
断面図。

【図９】本発明の画像形成装置の組立フローを示すブロ
ック図。

【図１０】本発明の画像形成装置（実施例１）の装置組
み立て用装置（加圧装置）を示す模式図。

【図１１】本発明の画像形成装置（実施例１）を示す斜
視図。

【図１２】実施例１で用いた冷陰極の表面伝導型電子放
出素子を示す模式図。

【図１３】実施例１で用いた蛍光膜の例を示す模式図。

【図１４】実施例３で用いた画像形成装置の組立装置を
示す模式概念図。

【図１５】従来の組立フローを示すブロック図。

【符号の簡単な説明】

１,１１５,１２１ 第１の基体、リアプレート ２,１１７ 第２の基体、フェースプレート ３,１１６ 支持枠 ４,４１,４２,４３ 位置決め固定部材 ５,５１ 間隔設定部材 ６,１１０ スペーサ ７,７１,７２,７３ 他の位置決め固定部材 １０１ 上ホルダー １０２ 下ホルダー １０３ 加圧手段 １０４ ホルダースライドガイド １１１ 電子源基板 １１２ 表面伝導型放出素子 １１３ 行方向配線（上配線） １ｌ４ 列方向配線（下配線） １１８ 蛍光膜 １１９ メタルバック １２２,１２３ 素子電極 １２４ 導電性薄膜 １２５ 電子放出部 １３１ 黒色の導電体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 29/86 Ｈ０１Ｊ 29/86 Ｚ 29/87 29/87 31/12 31/12 Ｃ (72)発明者 上田 和幸 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、第２の基体、該第１の基体
   と第２の基体間を支持するスペーサ、支持枠、前記第１
   の基体と第２の基体間の複数の位置決め固定部材、およ
   び複数の間隔設定部材が配設された画像形成装置におい
   て、前記間隔設定部材の軟化温度が、前記第１の基体、
   第２の基体、スペーサ、および支持枠を固定するために
   用いられる接着材の軟化温度より低いことを特徴とす
   る、画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記間隔設定部材が、前記位置決め固定
   部材の周囲を囲むように配置されてなることを特徴とす
   る、請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記第１の基体、第２の基体、該第１の
   基体と第２の基体間を支持するスペーサ、および支持枠
   からなる真空容器より構成されてなることを特徴とす
   る、請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記真空容器内に、前記複数の位置決め
   固定部材、および複数の間隔設定部材が配設されてなる
   ことを特徴とする、請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記真空容器外に、前記複数の位置決め
   固定部材、および複数の間隔設定部材が配設されてなる
   ことを特徴とする、請求項３記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記間隔設定部材が、円筒形状であるこ
   とを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記間隔設定部材が、矩形形状であるこ
   とを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の
   画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記第１の基体には電子放出素子が、第
   ２の基体には画像形成部材が、それぞれ配設されてなる
   ことを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載
   の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記画像形成部材が、蛍光体であること
   を特徴とする、請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記電子放出素子が、冷陰極電子放出
    素子であることを特徴とする、請求項８記載の画像形成
    装置。
11. 【請求項１１】 画像形成装置を製造する方法におい
    て、第１の基体および第２の基体に位置決め固定部材を
    配設するステップ、第１の基体あるいは第２の基体にス
    ペーサを配設するステップ、第１の基体あるいは第２の
    基体に支持枠を配設するステップ、第１の基体あるいは
    第２の基体に該第１、第２の基体の間隔方向の長さがス
    ペーサよりも長い間隔設定部材を配設するステップ、第
    １の基体および第２の基体を間隔設定部材を介して接合
    するステップ、第１の基体および／あるいは第２の基体
    を加圧するステップ、第１の基体および第２の基体ある
    いは支持枠に配設された接合部材および間隔設定部材を
    軟化するステップ、該接合部材および間隔設定部材を固
    化するステップ、の各ステップを有することを特徴とす
    る、画像形成装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記画像形成装置が、請求項１ないし
    １０のいずれかに記載の画像形成装置であることを特徴
    とする、請求項１１記載の画像形成装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記第１の基体あるいは第２の基体に
    支持枠を配設するステップ、第１の基体あるいは第２の
    基体に位置決め固定部材を介して間隔設定部材を配設す
    るステップ、および第１の基体および第２の基体を間隔
    設定部材を介して接合するステップの各ステップを、室
    温で行なうことを特徴とする、請求項１１記載の画像形
    成装置の製造方法。