画像表示装置、およびリブ形成方法
【課題】リブの破壊が生じる可能性を抑える。
【解決手段】画像表示装置は、内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板１および第２の基板１０と、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、気密容器を内部から支えるスペーサ７と、を備える。第２の基板には、発光部材９の各列を挟んで直線状に形成され、発光部材の高さよりも高い複数のリブ１３，１４が形成されている。スペーサが、複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、第１の方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。複数のリブは２以上の第１のリブ１３と少なくとも１つの第２のリブ１４とを含み、第１のリブ１３は、スペーサと交差する部分に、第２の方向に幅広で、第２のリブの、スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部１５を有している。互いに隣接する第１のリブ１３の間に第２のリブ１４が少なくとも１つ配されている。
【解決手段】画像表示装置は、内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板１および第２の基板１０と、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、気密容器を内部から支えるスペーサ７と、を備える。第２の基板には、発光部材９の各列を挟んで直線状に形成され、発光部材の高さよりも高い複数のリブ１３，１４が形成されている。スペーサが、複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、第１の方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。複数のリブは２以上の第１のリブ１３と少なくとも１つの第２のリブ１４とを含み、第１のリブ１３は、スペーサと交差する部分に、第２の方向に幅広で、第２のリブの、スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部１５を有している。互いに隣接する第１のリブ１３の間に第２のリブ１４が少なくとも１つ配されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を用いた画像表示装置に関し、画像表示装置を構成する基板の上にリブを形成するリブ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子を備えた画像表示装置として、電子放出素子が設けられたリアプレートと、電子放出素子から放出された電子の照射により発光する発光部材が設けられたフェースプレートとを備えているものがある。電子放出素子は、リアプレートやフェースプレートなどから構成される薄い気密容器（真空容器）内で動作されることから、気密容器は耐大気圧構造を必要とする。大面積かつ薄型の画像表示装置を作成する際には、重量やコストの観点から、耐大気圧用のスペーサが、リアプレートとフェースプレートとの間に支柱として配置されている。
【０００３】
このようなスペーサの例が、特開平０２−２９９１３６号公報（特許文献１）に開示されている。また、スペーサの位置ずれや変形等による、フェースプレートの蛍光面（発光部材が設けられた面）への損傷を防ぐため、特開２０００−３４８６５１号公報（特許文献２）では、フェースプレートに形成され、蛍光面より突出した複数のリブが設けられている。この画像表示装置は、直線状の均一な幅のリブがスペーサと当接する構造を有している。このようなリブによって、スペーサはフェースプレートの蛍光面と直接接触しないため、スペーサに多少の位置ずれや変形が生じても、電子放出素子や蛍光面が損傷されることが無く、画像表示装置の組立も容易になる。
【０００４】
また、発光部材へ再突入する後方散乱電子の数を低減するため、特表２０００−５００６１３号公報（特許文献３）では、発光部材より約２０〜２００μｍ高くした散乱シールド（リブ）を設けられた構造が記載されている。このように、リブは、耐大気圧用のスペーサと当接するだけでなく、蛍光体（発光部材）へ再突入する後方散乱電子の数を低減する散乱シールドとして機能も担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−２９９１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−３４８６５１号公報
【特許文献３】特表２０００−５００６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スペーサと、フェースプレートに形成されたリブとが当接する構成において、リブの高さが均一であれば、スペーサから受ける荷重を全てのリブで分散させることができる。しかし、所望の高さにリブを形成しようとしても、リブにはある程度の高さのばらつきが生じてしまう。したがって、スペーサは、高さの高いリブのみと当接することがある。このような高さばらつきを有するリブとスペーサとを当接させて画像表示装置を組み立てる際に、スペーサの位置ずれや変形等によってリブに対してせん断力が加えられると、リブの高さのばらつきに応じてせん断力にもばらつきが生じる。少数のリブの高さが高くなった場合などでは、スペーサと当接したリブに生じるせん断応力が大きくなり、リブが破壊する可能性もある。
【０００７】
リブの強度を確保するには、リブの幅を大きくすることも考えられるが、発光部材などを配置するエリアの制限上、リブの幅を広くすることには制限がある。また、エリアの制限を解消するため、幅の狭いリブを設けると、この幅の狭いリブにスペーサが当接されたときに、リブの破壊の可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、リブの破壊が生じる可能性を抑えることが可能な画像表示装置を提供することにある。また、画像表示装置を構成する基板（フェースプレート）にリブを容易に形成するリブ形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の画像表示装置は、内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板および第２の基板と、第１の基板の内面に設けられた電子放出素子と、第２の基板の内面に複数の列からなるマトリクス状に設けられ、電子放出素子から放出された電子の照射により発光する複数の発光部材と、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、気密容器を内部から支えるスペーサと、を備えている。第２の基板には、発光部材の各列を挟んで直線状に形成され、発光部材の高さよりも高い複数のリブが形成されている。スペーサは、複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、第１の方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。複数のリブは２以上の第１のリブと少なくとも１つの第２のリブとを含み、第１のリブは、スペーサと交差する部分に、第２の方向に幅広で、かつ第２のリブの、スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部を有している。互いに隣接する第１のリブの間に第２のリブが少なくとも１つ配されている。
【００１０】
本発明のリブ形成方法は、基板の上に、一定幅の直線状のリブと、前記直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を形成する方法に関する。リブ形成方法は、基板の上に光硬化性樹脂およびガラス成分を含有するフォトペーストを一定の膜厚で塗布するステップと、フォトペーストに、直線状の複数の露光パターンを形成する露光ステップと、露光パターンの全てを一括して現像および焼成し、直線状のリブを形成するステップと、を含む。複数の露光パターンは、少なくとも１つの第１の露光パターンと少なくとも１つの第２の露光パターンとを含む。第１の露光パターンは、該第１の露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部を有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像表示装置によれば、スペーサとリブとが強く接触する部分において、リブの幅が広くなっているため、リブのせん断に対する強度を上げることができる。これにより、スペーサとリブとを当接させたときに、耐大気圧スペーサの位置ずれや変形等およびリブの高さのばらつきに起因するリブの破壊の可能性が低下する。
【００１２】
また、本発明のリブ形成方法によれば、基板の上に、一定幅の直線状のリブと、直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における画像表示装置の分解斜視図である。
【図２】フェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【図３】フェースプレートの製造方法を説明するための概略図である。
【図４】実施例１におけるフェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【図５】実施例２におけるフェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明の画像表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＦＥＤ（Field Emission Display）などの電子線表示装置や、プラズマ表示装置に好適に適用できる。特に、ＦＥＤは、真空容器を構成するフェースプレートとリアプレートとの間の間隔がスペーサによって規定されているため、本発明が適用される好ましい形態となっている。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における画像表示装置の分解斜視図である。画像表示装置は、リアプレート（第１の基板）１と、フェースプレート（第２の基板）１０と、リアプレート１とフェースプレート１０との間に位置するスペーサ７と、を備えている。リアプレート１とフェースプレート１０とは、互いに対向して配され、内部が減圧される気密容器を構成している。具体的には、気密容器は、リアプレート１とフェースプレート１０と枠部材６とによって構成されている。枠部材６は、リアプレート１およびフェースプレート１０と別個の部材であっても良く、リアプレート１またはフェースプレート１０と一体に形成された部分であっても良い。
【００１６】
リアプレート１の内面（気密容器の内側の面）には、複数の電子放出素子５が設けられている。電子放出素子５としては、冷陰極電子放出素子を用いることができる。リアプレート１には、画像信号に応じて各電子放出素子５を駆動するためのマトリクス配線（Ｘ方向配線３，Ｙ方向配線４）２が形成されている。フェースプレート１０の内面には、電子放出素子５から放出された電子が照射されることにより発光する複数の発光部材（蛍光体画素）９が設けられている。発光部材９は、フェースプレート１０上に形成された不図示のブラックマトリクスの開口部に設けられ、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体によって塗り分けられている。
【００１７】
電子放出素子５および発光部材９は、それぞれ、複数の列からなるマトリクス状に配されている。フェースプレート１０には、発光部材９の各列を挟んで直線状に配された複数のリブ１３，１４が形成されている。この凸状のリブ１３，１４は、発光部材９の高さよりも高く、発光部材９よりもリアプレート１側に突出している。リブ１３，１４は、一方向（図中のＹ方向）に沿って延びている。
【００１８】
スペーサ７は、リブ１３，１４と交差する方向（図中のＸ方向）に延びている。スペーサ７は、リアプレート１とフェースプレート１０との間に設けられ、気密容器を内部から支え、気密容器に加えられる大気圧に耐える。スペーサ７は、Ｙ方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。
【００１９】
図２は、フェースプレート１０に形成されたリブ１３，１４の形状を示している。図２（ａ）は、フェースプレート１０の、リアプレート１と対向する面から見た概略平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図であり、図２（ｄ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。図２において、符号７がスペーサ、符号１３および１４がリブ、符号９が蛍光体画素である。
【００２０】
本実施形態において、複数のリブ１３，１４は、Ｙ方向に延びており、X方向に並んで配置されている。リブには、幅広部１５を有するリブ（以下、「第１のリブ」と呼ぶ。）１３と幅広部１５を有していないリブ（以下、「第２のリブ」と呼ぶ。）１４との２種類がある。本実施形態では、第２のリブ１４は、一定の幅で直線状に延在している。第１のリブ１３は、第２のリブ１４と実質的に同じ幅で直線状に延在する一般部１２と、スペーサ７が延在する方向（Ｘ方向）に幅広に形成された幅広部１５とを有している。幅広部１５は、第１のリブ１３の、スペーサ７と交差する部分に形成されている。幅広部１５は、第１のリブ１３が延びている方向（Ｙ方向）に周期的に形成されていることが好ましい。第１のリブ１３および第２のリブ１４は、後方散乱電子が蛍光体画素９へ再突入すること（ハレーション）を防止または抑制する散乱シールドの機能を担っている。
【００２１】
第１のリブ１３の幅広部１５の高さは、第２のリブ１４、特に第２のリブの、スペーサ７と交差する部分の高さよりも高くなっている。また、本実施形態では、幅広部１５の高さは、一般部（幅広部１５では無い部分）１２よりも高くなっている。例えば、第２のリブ１４の高さが２００μｍの場合、幅広部１５は第２のリブ１４よりも約２〜１０μｍ高いことが好ましい。
【００２２】
第１のリブ１３の幅広部１５は、スペーサ７と当接させるべき部分であり、スペーサ７は、他のリブ部分１２、１４より高くなっている幅広部１５と接する。一方、第２のリブ１４は、幅広部１５よりも低いため、スペーサ７と当接しない。本実施形態では、第１のリブ１３の幅広部１５は、一般部１２や第２のリブ１４よりも耐せん断強度（せん断に対する強度）が高いため、スペーサ７との当接に対して、十分に強い耐せん断強度を有する。また、リブの高さにある程度の高さのばらつきが生じたとしても、幅広部１５がスペーサ７を支えるため、耐せん断強度の弱い第２のリブ１４はスペーサ７と当接しない、もしくは弱い力でスペーサ７と当接する。したがって、スペーサ７の位置ずれや変形等によってリブに対してせん断力が加えられたとしても、リブの破壊の可能性は低減される。
【００２３】
一般的に、リブの耐せん断強度を向上させるには、リブ１３、１４の幅を太くするか、あるいはリブ１３、１４の高さを低くする必要がある。しかしながら、全てのリブ１３、１４の幅を太くしようとすると、リブ１３、１４間の間隔が狭くなるため、リブ１３、１４間に設けられる発光部材９のサイズが小さくなり、発光部材９から発せられた光の輝度が低下してしまう。また、リブ１３、１４の高さを低くしようとすると、電子散乱をシールドする機能が低下し、ハレーションが生じ易く、画像表示装置の性能が低下することがある。
【００２４】
本実施形態では、第１のリブ１３は２以上存在し、互いに隣接する第１のリブ１３の間に、少なくとも１つの第２のリブ１４が配されている。これにより、幅広部１５が形成されたリブ１３同士が隣り合うことが無いため、発光部材９を配するエリアを確保しつつ、スペーサ７に当接する幅広部１５の強度を向上させることができる。
【００２５】
耐せん断強度を向上させるためには、全てのリブに幅広部１５を形成し、幅広部１５の幅をできるだけ広くすれば良い。しかし、隣接するリブ間の距離が一定である場合、全てのリブに幅広部１５を形成することには限界がある。なぜなら、幅広部１５の幅が、リブ間の距離よりも小さい範囲にすることしかできないからである。ところが、幅広部１５を有する第１のリブ同士の間に、１つまたは２つの第２のリブ１４を配することで、幅広部１５の幅をより広くすることが可能である。これにより、隣接するリブ間距離を一定とした条件下においても、耐せん断強度を最大限に向上させることができる。特に、スペーサ７が延在する方向における幅広部１５の幅は、同方向における発光部材９間の距離よりも大きくすることも可能である。
【００２６】
上述したように、第２のリブ１４よりも幅広部１５を高くすることにより、第２のリブ１４にスペーサ７を当接させないようにし、耐せん断強度の強い幅広部１５にスペーサ７を保持する機能を分担させた。ただし、リブ１３、１４には、ある程度の高さのばらつきが生じることがある。そのため、本発明では、第１のリブ１３は、スペーサ７に当接させるべく形成した幅広部１５を有してはいるが、結果的に、全ての幅広部１５がスペーサ７に当接しなくても良いものとする。同様に、第２のリブ１４は、スペーサ７に当接させないように形成したものではあるが、結果的に、スペーサ７に当接することがあっても良い。この場合でも、より突出した幅広部１５によって、スペーサ７から第２のリブ１４に加えられる力（せん断力）が弱められるため、第２のリブ１４の破壊の虞は低減される。
【００２７】
第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、第１のリブ１３の数、耐せん断強度や圧縮強度に応じて決定されることが好ましい。リブの耐せん断強度（曲げ強度）は、リブの根元に掛かる応力に逆比例する。したがって、リブの耐せん断強度（曲げ強度）は、リブの幅の二乗に比例し、リブ１つあたりに与えられるせん断荷重の大きさとリブの高さに反比例する。第１のリブ１３の１つあたりに与えられるせん断荷重は、リブ１３，１４の全数に対する、第１のリブ１３の数の割合の逆数倍になる。例えば、全リブのうちの半分が第１のリブ１３である場合、全てのリブ１３、１４がスペーサ７に接する場合と比較して、１つあたりのせん断荷重は２倍になる。また、全リブ１３，１４のうちの３分の１が第１のリブ１３である場合、１つあたりのせん断荷重は３倍になる。よって、全てのリブが幅広部１５を有しておらず、かつ全てのリブがスペーサ７と接する場合よりリブの耐せん断強度を向上させるためには、幅広部１５の幅を、次のようにすることが好ましい。つまり、全リブに対する第１のリブ１３の数の割合をＲとすると、第１のリブ１３の幅広部１５の幅を、第２のリブ１４の、スペーサ７と交差する部分のＸ方向における幅の（１／Ｒ）1/2倍以上にすればよい。
【００２８】
例えば、第１のリブ１３の数が全リブの数の半分の場合、幅広部１５の幅を第２のリブ１４の幅の２1/2倍以上にし、第１のリブ１３の数が全リブの数の３分の１の場合、幅広部１５の幅を第２のリブ１４の幅の３1/2倍以上にすることが好ましい。これにより、幅広部を有していないリブのみで構成された全てのリブがスペーサに接する場合と比較して、１つあたりのリブ（幅広部）に加えられる耐せん断強度を向上させることができる。
【００２９】
一方、リブの圧縮強度は、リブとスペーサとの当接面積に比例する。この当接面積は、第１のリブの幅広部１５の幅、スペーサ７の幅、第１のリブの数の積に比例する。１つまたは２つの第２のリブ１４ごとに第１のリブ１３を配することで、耐せん断強度を従来のものより向上させる程度の幅広部１５の幅を確保しつつ、圧縮強度を十分に保つことができる。
【００３０】
次に、基板の上にリブを形成するリブ形成方法について、図３を用いて説明する。図３は、画像表示装置を構成する基板（フェースプレート）にリブを形成する方法を示している。まず、蛍光体画素９が設けられる部分に開口部が形成された所定のパターンのブラックマトリクス１６が形成されたガラス基板１０を準備する（図３（ａ）参照）。ガラス基板１０は、例えばソーダライム系ガラス（例えば、旭硝子株式会社製のＰＤＰ用ガラス基板ＰＤ２００）を用いることができる。
【００３１】
次に、ガラス基板１０上にリブ用のペースト１７を一定の膜厚で全面塗布する（図３（ｂ）参照）。リブ用のペースト１７は、少なくともガラス成分および光硬化性樹脂を含有するフォトペーストを用いることができる。ペースト１７は、溶媒や開始剤などを含んでいても良い。リブ用のペースト１７の塗布方法としては、スクリーン印刷、スリットコーター等があるが、ハレーションを抑止するために必要なリブの高さ（約２０〜２００μｍ）を考慮すると、スリットコーターが適している。
【００３２】
次に、フォトペースト１７に、直線状の複数の露光パターン１４，１５を形成する（露光ステップ）。ここで、それぞれの露光パターン１４，１５は、後にリブとして残留する部分であるため、上記の対応するリブ部分と同一の符号を付している。具体的には、第２のリブおよび第１のリブの一般部のみに対応するパターン１４，１２を露光した後（図３（ｃ）参照）、さらに第１のリブの幅広部のみに対応する幅広露光部１５を露光（図３（ｄ）参照）する。つまり、複数の露光パターンのうちの少なくとも１つの第１の露光パターン１３は、露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部１５を有し、第２の露光パターン１４は当該第２の方向に一定幅である。なお、第２のリブおよび第１のリブの一般部に対応するパターン１４，１２の露光と、幅広部に対応する幅広露光部１５の露光とは、どちらを先に行っても良い。
【００３３】
その後、露光パターンの全てを一括して現像および焼成する。具体的には、現像によって、リブ用のペースト１７の、不要な部分を除去する（図３（ｅ）参照）。現像後、焼成することで、基板１０の上にリブが形成される（図３（ｆ）参照）。
【００３４】
リブの高さの違いは焼成時に生じるが、この高さ違いは第１のリブの幅広部（幅広露光部）１５と、第１のリブの一般部（第１の露光部の幅広露光部以外の部分）１２または第２のリブ（第２の露光部）１４との収縮量の差を利用している。幅広部１５は、体積が大きいため収縮量が大きく、幅広部以外の一般部１２または第２のリブ１４は収縮量が小さい。従って、幅広部１５と一般部１２とが連結された状態で同時に収縮した場合には、収縮量が大きい幅広部１５の方へペースト１７が移動する。これによりペースト１７が変形し、リブ１３、１４に高さの違いが生じる。つまり、リブ１３、１４の収縮量の差を利用することで、第１のリブの幅広部１５を、一般部１２および第２のリブ１４よりも高くすることができる。
【００３５】
リブ１３，１４の収縮は、焼成時にペースト１７中の樹脂が分解され、空洞が発生し、ガラス転移温度以上になったガラス成分がその空洞を埋めることで生ずると考えられる。そこで、収縮量を調節するため、ペースト１７中の樹脂量を多くし、焼成温度よりガラス転移温度が十分低いガラス成分を用いることが好ましい。これにより、幅広部１５の収縮量を大きくし、リブの高さ違いを生じさせることができる。例えば、ペースト１７固形分中の樹脂量を３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％の組成比にすると良い。また、ガラス成分としては、低軟化点成分としての硼珪酸ガラスを多く含有させることが望ましい。このように、複数の露光パターンを一括して現像、焼成することで、容易に、リブに所望の高さの違いを形成することができる。
【００３６】
上記露光ステップにおいて、幅広露光部１５と、幅広露光部以外の露光部とを別々に露光し、幅広露光部１５の露光量を、それ以外の露光部の露光量より大きくしても良い。これにより、樹脂の架橋度合、硬化する量を変化させ、焼成時に分解される樹脂量に差を与えて、リブの高さを調整することも可能である。幅広部１５の架橋度合が大きいと、現像時に溶出する樹脂量が少なくなり、幅広部１５には多くの樹脂が残る。逆に、一般部１２および第２のリブ１４は幅広部１５よりも架橋度合が小さいため、現像時に溶出する樹脂量が多くなり、残る樹脂量は少なくなる。従って、焼成時には、多くの樹脂が残る幅広部１５の収縮量が大きく、少ない樹脂量が残る一般部１２および第２のリブ１４の収縮量は小さくなる。この方法により、さらにリブの高さの違いを生じさせることが可能である。
【００３７】
次に、リブ１３，１４が形成されたフェースプレート１０を用いて画像表示装置を製造する方法について説明する。まず、フェースプレート１０上のブラックマトリクス１６の開口部に発光部材９を形成する。その後、発光部材９の上に、メタルバック（不図示）を形成する。そして、電子放出素子５を備えたリアプレート１を準備し、スペーサ７を介して、リアプレート１とフェースプレート１０とを対向配置し、内部が気密にされた気密容器を構成する。
【実施例１】
【００３８】
図４は、第１の実施例におけるフェースプレートの構成を示している。図４（ａ）はフェースプレートの平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であり、図４（ｄ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００３９】
図４では、幅広部１５を有する第１のリブ１３と、幅広部を有していない第２のリブ１４とが交互に配されている。これらのリブ１３、１４は、蛍光体画素９の各列を挟んで両側に形成されており、蛍光体画素９の列数に応じた数だけ形成されている。
【００４０】
図４において、符号７がスペーサ、符号１３が第１のリブ、符号１４が第２のリブ、符号１５が蛍光体画素である。第１のリブ１３の幅広部１５は１列の蛍光体画素内の隣接画素間に位置し、周期的に１５個存在している。幅広部１５は、リブが延びる方向と平行な方向（Ｘ方向）に幅広になっている。実施例１では、画像表示装置は、スペーサを２５本有している。
【００４１】
本実施例の各部の寸法は下記の通りである。第１のリブ１３の幅広部１５の頂部の幅は１２５μｍ、一般部の頂部の幅は５５μｍ、第２のリブ１４の頂部の幅は５５μｍである。また、第１のリブ１３の幅広部１５の底部の幅は１７０μｍ、一般部の底部の幅は７８μｍ、第２のリブ１４のリブ底部の幅は７８μｍである。そして、第１のリブ１３の幅広部１５の高さは２０５μｍ、一般部の高さは１９６μｍ、第２のリブ１４の高さは２００μｍである。第１のリブ１３と第２のリブ１４との間の距離は、リブ頂部間の距離で表すと、幅広部１５と一般部１２との間が１２０μｍ、一般部１２と一般部１２との間が１５５μｍである。蛍光体画素９の寸法は、Ｘ方向が１０６μｍ、Ｙ方向が２５０μｍである。第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、リブ頂部および底部ともに、第２のリブ１４の幅の２倍以上（頂部：２．２７倍、底部：２．１８倍）になっている。このように、圧縮強度、耐せん断強度ともに、従来のリブ構造より向上する条件となっている。圧縮強度及び耐せん断強度の実測値は後程記載する。
【００４２】
第１のリブ１３幅広部１５の高さは、第１のリブ１３の一般部１２及びＸ方向に隣接する第２のリブ１４より高くなっている。第１のリブ１３は、スペーサ７と当接させるべきリブであり、スペーサ７は、他のリブ部分１２、１４より高くなっている複数の幅広部１５のうちのいくつかまたは全部と接する。また、第１のリブ１３は、後方散乱電子の蛍光体への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割も担っている。第２のリブ１４は、スペーサ７と当接はしないが、後方散乱電子の蛍光体への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割を担っている。
【００４３】
次に、本実施例のリブ形成方法を説明する。リブ形成方法は上記方法と同一であり、以下では各工程における条件を記載する。ガラス基板１０に、硼珪酸ガラス粉末入りのペースト（東レ社製：感光性ペーストＴＰＲ−８１００）をスリットコーターで厚さ４７６μｍで全面塗布する。９５℃、６０分乾燥後、プロキシ露光を行う。１回目の露光では、一定の幅で直線的に延びる露光部分（幅広露光部以外の部分）のみをＧａｐ４５０μｍ、露光量２９０ｍＪ／ｃｍ2で露光する。２回目の露光では、幅広露光部１５のみをＧａｐ４５０μｍ、露光量３５０ｍＪ／ｃｍ2で露光する。２度の露光完了後、１１０℃、７分間ベークする。そして、０．５ｗｔ％の炭酸ナトリウム現像液で３９０秒現像し、１８０秒間水洗して、不要なペースト部分を取り除く。現像後、５８０℃、２８分間焼成を行う。焼成後の形状は上記リブの寸法になった。
【００４４】
本実施例で形成したリブの耐せん断強度は下記手法を用いて測定した。基板のＸ方向を地面に対して垂直にし、リブ１４，１５の側面が上を向くようにする。リブ頂部へ、針や刃のような先端が尖っている圧子を当てる。そして、圧子を垂直に下降させリブ頂部へ荷重を掛けていき、リブ破壊が生じた際の荷重の値を耐せん断強度とした。上記方法で耐せん断強度を測定すると、従来の構造の一定幅のリブでは耐せん断強度が０．２５Ｎであることに対し、本実施例の幅広部１５のリブでは耐せん断強度は０．８５Ｎであった。このように、従来例のものより耐せん断強度が向上している。なお、従来のリブ構造の耐せん断強度測定結果を下記（比較例１）に記載する。
【００４５】
本実施例で形成したリブの圧縮強度は下記手法を用いて測定した。圧縮強度は微小圧縮試験機（島津製作所製：ＭＣＴ−Ｗ５００）による圧縮破壊試験によって測定した。リブ直上から直径φ＝５０μｍの平坦な圧子を降下させ、リブに圧縮荷重を印加しリブを破壊させる。そのリブ破壊が生じた際の荷重の値を圧縮強度とした。上記方法で圧縮強度を測定すると、従来の構造の一定幅のリブの圧縮強度が１５００ＭＰａであることに対し、本実施例の幅広部１５の圧縮強度は１５００ＭＰａ以上（測定機の上限値以上）であり、従来例のものより圧縮強度が向上している。従来のリブ構造の圧縮強度測定結果を下記（比較例１）に記載する。
【００４６】
本実施例１のリブを有するフェースプレート１０と電子放出素子５を有すリアプレート１、スペーサ７を用いて画像表示装置を組み立て、リブ１３，１４の破壊の有無を確認した。画像表示装置の組み立ては下記手法を用いた。リアプレート１上にスペーサ７と枠部材６を接合材で固定する。そして、スペーサ７が固定されたリアプレート１とフェースプレート１０とを、電子放出素子５と発光部材９が対面するようにアライメントする。このとき、スペーサ７とフェースプレート１０の第１のリブの幅広部１５とが接するように配置する。枠部材６に封着材を塗布し、封着材を加熱溶融し、フェースプレート１０の周縁部とリアプレート１を接合する。そして、リアプレート１に設けられた不図示の排気管から内部を排気することで、内部を真空状態にした気密容器を構成することができる。
【００４７】
その後、再度加熱し封着材を溶融させ、気密容器を分解し、リブ１３，１４の破壊の状況の確認を行った。その結果、本実施例１のリブ構造を形成することで、リブのせん断に対する強度をさらに上げることができ、スペーサ７とリブ１３，１４との当接時に、リブの破壊が生じないことを確認した。このことにより、より高精細なディスプレイでの設計自由度が生まれることにもなる。
【００４８】
（比較例１）
従来のリブ構造は、均一な幅の直線状のリブが等間隔で並んだ構造になっている。リブ頂部の幅は５５μｍ、リブ−リブ間距離は、リブ頂部間の距離として表すと１５５μｍとなっている。このリブの耐せん断強度は、上記測定方法で測定すると０．２５Ｎであった。また、このリブの圧縮強度は、上記測定方法で測定すると１５００ＭＰａであった。
【実施例２】
【００４９】
実施例１では、蛍光体画素９および画素ともに等間隔である例を説明したが、画素間のピッチは不均一であっても構わない。不均一なピッチによる実施例を以下で述べる。
【００５０】
本発明の実施例２のリブ形状を図５に示す。図５は、幅広部１５を有する２つの第１のリブ１３の間に、幅広部１５を有していない第２のリブ１４が２つ存在している構成を示している。図５（ａ）はフェースプレートの平面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’断面図であり、図５（ｄ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。本実施例の第１のリブ１３および第２のリブ１４の各部の寸法は、概ね実施例１と同じである。以下に相違点のみ記載する。第１のリブ１３の幅広部１５の頂部の幅は１６０μｍ、底部の幅は２２５μｍである。また、第１のリブ１３と第２のリブ１４との間の距離は、頂部間の距離で表すと、幅広部−一般部、一般部−一般部ともに１２０μｍである。この実施例では、Ｘ方向の画素ピッチが不均一になっている。第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、リブ頂部、底部ともに第２のリブ１４の幅の約３倍（頂部：２．９１倍、底部：２．８８倍）になっている。圧縮強度は従来のリブ構造（比較例１）と同等となっており、耐せん断強度は従来のリブ構造より向上する条件となっている。圧縮強度及び耐せん断強度の実測値は後述する。第１のリブ１３の幅広部１５の高さは、第１のリブ１３の一般部１２及びＸ方向に隣接する第２のリブ１４の高さより高くなっている。第１のリブ１３は、スペーサ７との当接させるべきリブであり、スペーサ７は他のリブ部分１２，１４より高くなっている幅広部１５のいくつかまたは全部と接する。また、第１のリブ１３は、後方散乱電子の蛍光体画素９への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割も担っている。第２のリブ１４は、スペーサ７と当接はしないが、後方散乱電子の蛍光体画素９への再突入を防止し、ハレーションを低減させる役割を担っている。
【００５１】
なお、本実施例のリブ形成方法は実施例１と同じである。本実施例で形成したリブの耐せん断強度は０．８５Ｎであり、従来のリブ構造より耐せん断強度が向上している。耐せん断強度の測定方法は実施例１と同じ方法を用いた。また、圧縮強度は１５００ＭＰａであり、従来のリブ構造と同等である。
【００５２】
本実施例の画像表示装置組み立て、分解方法は実施例１と同じである。本実施例２のリブを形成することで、リブのせん断に対する強度をさらに上げることができ、スペーサ７とリブとの当接時に、リブの破壊が生じないことを確認した。このことにより、より高精細なディスプレイでの設計自由度が生まれることにもなる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 第１の基板（リアプレート）
７ スペーサ
９ 発光部材
１０ 第２の基板（フェースプレート）
１２ 第１のリブの一般部
１３ 第１のリブ
１４ 第２のリブ
１５ 第１のリブの幅広部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を用いた画像表示装置に関し、画像表示装置を構成する基板の上にリブを形成するリブ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子放出素子を備えた画像表示装置として、電子放出素子が設けられたリアプレートと、電子放出素子から放出された電子の照射により発光する発光部材が設けられたフェースプレートとを備えているものがある。電子放出素子は、リアプレートやフェースプレートなどから構成される薄い気密容器（真空容器）内で動作されることから、気密容器は耐大気圧構造を必要とする。大面積かつ薄型の画像表示装置を作成する際には、重量やコストの観点から、耐大気圧用のスペーサが、リアプレートとフェースプレートとの間に支柱として配置されている。
【０００３】
このようなスペーサの例が、特開平０２−２９９１３６号公報（特許文献１）に開示されている。また、スペーサの位置ずれや変形等による、フェースプレートの蛍光面（発光部材が設けられた面）への損傷を防ぐため、特開２０００−３４８６５１号公報（特許文献２）では、フェースプレートに形成され、蛍光面より突出した複数のリブが設けられている。この画像表示装置は、直線状の均一な幅のリブがスペーサと当接する構造を有している。このようなリブによって、スペーサはフェースプレートの蛍光面と直接接触しないため、スペーサに多少の位置ずれや変形が生じても、電子放出素子や蛍光面が損傷されることが無く、画像表示装置の組立も容易になる。
【０００４】
また、発光部材へ再突入する後方散乱電子の数を低減するため、特表２０００−５００６１３号公報（特許文献３）では、発光部材より約２０〜２００μｍ高くした散乱シールド（リブ）を設けられた構造が記載されている。このように、リブは、耐大気圧用のスペーサと当接するだけでなく、蛍光体（発光部材）へ再突入する後方散乱電子の数を低減する散乱シールドとして機能も担っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０２−２９９１３６号公報
【特許文献２】特開２０００−３４８６５１号公報
【特許文献３】特表２０００−５００６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スペーサと、フェースプレートに形成されたリブとが当接する構成において、リブの高さが均一であれば、スペーサから受ける荷重を全てのリブで分散させることができる。しかし、所望の高さにリブを形成しようとしても、リブにはある程度の高さのばらつきが生じてしまう。したがって、スペーサは、高さの高いリブのみと当接することがある。このような高さばらつきを有するリブとスペーサとを当接させて画像表示装置を組み立てる際に、スペーサの位置ずれや変形等によってリブに対してせん断力が加えられると、リブの高さのばらつきに応じてせん断力にもばらつきが生じる。少数のリブの高さが高くなった場合などでは、スペーサと当接したリブに生じるせん断応力が大きくなり、リブが破壊する可能性もある。
【０００７】
リブの強度を確保するには、リブの幅を大きくすることも考えられるが、発光部材などを配置するエリアの制限上、リブの幅を広くすることには制限がある。また、エリアの制限を解消するため、幅の狭いリブを設けると、この幅の狭いリブにスペーサが当接されたときに、リブの破壊の可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、リブの破壊が生じる可能性を抑えることが可能な画像表示装置を提供することにある。また、画像表示装置を構成する基板（フェースプレート）にリブを容易に形成するリブ形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の画像表示装置は、内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板および第２の基板と、第１の基板の内面に設けられた電子放出素子と、第２の基板の内面に複数の列からなるマトリクス状に設けられ、電子放出素子から放出された電子の照射により発光する複数の発光部材と、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、気密容器を内部から支えるスペーサと、を備えている。第２の基板には、発光部材の各列を挟んで直線状に形成され、発光部材の高さよりも高い複数のリブが形成されている。スペーサは、複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、第１の方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。複数のリブは２以上の第１のリブと少なくとも１つの第２のリブとを含み、第１のリブは、スペーサと交差する部分に、第２の方向に幅広で、かつ第２のリブの、スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部を有している。互いに隣接する第１のリブの間に第２のリブが少なくとも１つ配されている。
【００１０】
本発明のリブ形成方法は、基板の上に、一定幅の直線状のリブと、前記直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を形成する方法に関する。リブ形成方法は、基板の上に光硬化性樹脂およびガラス成分を含有するフォトペーストを一定の膜厚で塗布するステップと、フォトペーストに、直線状の複数の露光パターンを形成する露光ステップと、露光パターンの全てを一括して現像および焼成し、直線状のリブを形成するステップと、を含む。複数の露光パターンは、少なくとも１つの第１の露光パターンと少なくとも１つの第２の露光パターンとを含む。第１の露光パターンは、該第１の露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部を有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像表示装置によれば、スペーサとリブとが強く接触する部分において、リブの幅が広くなっているため、リブのせん断に対する強度を上げることができる。これにより、スペーサとリブとを当接させたときに、耐大気圧スペーサの位置ずれや変形等およびリブの高さのばらつきに起因するリブの破壊の可能性が低下する。
【００１２】
また、本発明のリブ形成方法によれば、基板の上に、一定幅の直線状のリブと、直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における画像表示装置の分解斜視図である。
【図２】フェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【図３】フェースプレートの製造方法を説明するための概略図である。
【図４】実施例１におけるフェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【図５】実施例２におけるフェースプレートに形成されたリブの形状を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明の画像表示装置は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＦＥＤ（Field Emission Display）などの電子線表示装置や、プラズマ表示装置に好適に適用できる。特に、ＦＥＤは、真空容器を構成するフェースプレートとリアプレートとの間の間隔がスペーサによって規定されているため、本発明が適用される好ましい形態となっている。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における画像表示装置の分解斜視図である。画像表示装置は、リアプレート（第１の基板）１と、フェースプレート（第２の基板）１０と、リアプレート１とフェースプレート１０との間に位置するスペーサ７と、を備えている。リアプレート１とフェースプレート１０とは、互いに対向して配され、内部が減圧される気密容器を構成している。具体的には、気密容器は、リアプレート１とフェースプレート１０と枠部材６とによって構成されている。枠部材６は、リアプレート１およびフェースプレート１０と別個の部材であっても良く、リアプレート１またはフェースプレート１０と一体に形成された部分であっても良い。
【００１６】
リアプレート１の内面（気密容器の内側の面）には、複数の電子放出素子５が設けられている。電子放出素子５としては、冷陰極電子放出素子を用いることができる。リアプレート１には、画像信号に応じて各電子放出素子５を駆動するためのマトリクス配線（Ｘ方向配線３，Ｙ方向配線４）２が形成されている。フェースプレート１０の内面には、電子放出素子５から放出された電子が照射されることにより発光する複数の発光部材（蛍光体画素）９が設けられている。発光部材９は、フェースプレート１０上に形成された不図示のブラックマトリクスの開口部に設けられ、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体によって塗り分けられている。
【００１７】
電子放出素子５および発光部材９は、それぞれ、複数の列からなるマトリクス状に配されている。フェースプレート１０には、発光部材９の各列を挟んで直線状に配された複数のリブ１３，１４が形成されている。この凸状のリブ１３，１４は、発光部材９の高さよりも高く、発光部材９よりもリアプレート１側に突出している。リブ１３，１４は、一方向（図中のＹ方向）に沿って延びている。
【００１８】
スペーサ７は、リブ１３，１４と交差する方向（図中のＸ方向）に延びている。スペーサ７は、リアプレート１とフェースプレート１０との間に設けられ、気密容器を内部から支え、気密容器に加えられる大気圧に耐える。スペーサ７は、Ｙ方向において互いに隣接する発光部材間に位置している。
【００１９】
図２は、フェースプレート１０に形成されたリブ１３，１４の形状を示している。図２（ａ）は、フェースプレート１０の、リアプレート１と対向する面から見た概略平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図であり、図２（ｄ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。図２において、符号７がスペーサ、符号１３および１４がリブ、符号９が蛍光体画素である。
【００２０】
本実施形態において、複数のリブ１３，１４は、Ｙ方向に延びており、X方向に並んで配置されている。リブには、幅広部１５を有するリブ（以下、「第１のリブ」と呼ぶ。）１３と幅広部１５を有していないリブ（以下、「第２のリブ」と呼ぶ。）１４との２種類がある。本実施形態では、第２のリブ１４は、一定の幅で直線状に延在している。第１のリブ１３は、第２のリブ１４と実質的に同じ幅で直線状に延在する一般部１２と、スペーサ７が延在する方向（Ｘ方向）に幅広に形成された幅広部１５とを有している。幅広部１５は、第１のリブ１３の、スペーサ７と交差する部分に形成されている。幅広部１５は、第１のリブ１３が延びている方向（Ｙ方向）に周期的に形成されていることが好ましい。第１のリブ１３および第２のリブ１４は、後方散乱電子が蛍光体画素９へ再突入すること（ハレーション）を防止または抑制する散乱シールドの機能を担っている。
【００２１】
第１のリブ１３の幅広部１５の高さは、第２のリブ１４、特に第２のリブの、スペーサ７と交差する部分の高さよりも高くなっている。また、本実施形態では、幅広部１５の高さは、一般部（幅広部１５では無い部分）１２よりも高くなっている。例えば、第２のリブ１４の高さが２００μｍの場合、幅広部１５は第２のリブ１４よりも約２〜１０μｍ高いことが好ましい。
【００２２】
第１のリブ１３の幅広部１５は、スペーサ７と当接させるべき部分であり、スペーサ７は、他のリブ部分１２、１４より高くなっている幅広部１５と接する。一方、第２のリブ１４は、幅広部１５よりも低いため、スペーサ７と当接しない。本実施形態では、第１のリブ１３の幅広部１５は、一般部１２や第２のリブ１４よりも耐せん断強度（せん断に対する強度）が高いため、スペーサ７との当接に対して、十分に強い耐せん断強度を有する。また、リブの高さにある程度の高さのばらつきが生じたとしても、幅広部１５がスペーサ７を支えるため、耐せん断強度の弱い第２のリブ１４はスペーサ７と当接しない、もしくは弱い力でスペーサ７と当接する。したがって、スペーサ７の位置ずれや変形等によってリブに対してせん断力が加えられたとしても、リブの破壊の可能性は低減される。
【００２３】
一般的に、リブの耐せん断強度を向上させるには、リブ１３、１４の幅を太くするか、あるいはリブ１３、１４の高さを低くする必要がある。しかしながら、全てのリブ１３、１４の幅を太くしようとすると、リブ１３、１４間の間隔が狭くなるため、リブ１３、１４間に設けられる発光部材９のサイズが小さくなり、発光部材９から発せられた光の輝度が低下してしまう。また、リブ１３、１４の高さを低くしようとすると、電子散乱をシールドする機能が低下し、ハレーションが生じ易く、画像表示装置の性能が低下することがある。
【００２４】
本実施形態では、第１のリブ１３は２以上存在し、互いに隣接する第１のリブ１３の間に、少なくとも１つの第２のリブ１４が配されている。これにより、幅広部１５が形成されたリブ１３同士が隣り合うことが無いため、発光部材９を配するエリアを確保しつつ、スペーサ７に当接する幅広部１５の強度を向上させることができる。
【００２５】
耐せん断強度を向上させるためには、全てのリブに幅広部１５を形成し、幅広部１５の幅をできるだけ広くすれば良い。しかし、隣接するリブ間の距離が一定である場合、全てのリブに幅広部１５を形成することには限界がある。なぜなら、幅広部１５の幅が、リブ間の距離よりも小さい範囲にすることしかできないからである。ところが、幅広部１５を有する第１のリブ同士の間に、１つまたは２つの第２のリブ１４を配することで、幅広部１５の幅をより広くすることが可能である。これにより、隣接するリブ間距離を一定とした条件下においても、耐せん断強度を最大限に向上させることができる。特に、スペーサ７が延在する方向における幅広部１５の幅は、同方向における発光部材９間の距離よりも大きくすることも可能である。
【００２６】
上述したように、第２のリブ１４よりも幅広部１５を高くすることにより、第２のリブ１４にスペーサ７を当接させないようにし、耐せん断強度の強い幅広部１５にスペーサ７を保持する機能を分担させた。ただし、リブ１３、１４には、ある程度の高さのばらつきが生じることがある。そのため、本発明では、第１のリブ１３は、スペーサ７に当接させるべく形成した幅広部１５を有してはいるが、結果的に、全ての幅広部１５がスペーサ７に当接しなくても良いものとする。同様に、第２のリブ１４は、スペーサ７に当接させないように形成したものではあるが、結果的に、スペーサ７に当接することがあっても良い。この場合でも、より突出した幅広部１５によって、スペーサ７から第２のリブ１４に加えられる力（せん断力）が弱められるため、第２のリブ１４の破壊の虞は低減される。
【００２７】
第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、第１のリブ１３の数、耐せん断強度や圧縮強度に応じて決定されることが好ましい。リブの耐せん断強度（曲げ強度）は、リブの根元に掛かる応力に逆比例する。したがって、リブの耐せん断強度（曲げ強度）は、リブの幅の二乗に比例し、リブ１つあたりに与えられるせん断荷重の大きさとリブの高さに反比例する。第１のリブ１３の１つあたりに与えられるせん断荷重は、リブ１３，１４の全数に対する、第１のリブ１３の数の割合の逆数倍になる。例えば、全リブのうちの半分が第１のリブ１３である場合、全てのリブ１３、１４がスペーサ７に接する場合と比較して、１つあたりのせん断荷重は２倍になる。また、全リブ１３，１４のうちの３分の１が第１のリブ１３である場合、１つあたりのせん断荷重は３倍になる。よって、全てのリブが幅広部１５を有しておらず、かつ全てのリブがスペーサ７と接する場合よりリブの耐せん断強度を向上させるためには、幅広部１５の幅を、次のようにすることが好ましい。つまり、全リブに対する第１のリブ１３の数の割合をＲとすると、第１のリブ１３の幅広部１５の幅を、第２のリブ１４の、スペーサ７と交差する部分のＸ方向における幅の（１／Ｒ）1/2倍以上にすればよい。
【００２８】
例えば、第１のリブ１３の数が全リブの数の半分の場合、幅広部１５の幅を第２のリブ１４の幅の２1/2倍以上にし、第１のリブ１３の数が全リブの数の３分の１の場合、幅広部１５の幅を第２のリブ１４の幅の３1/2倍以上にすることが好ましい。これにより、幅広部を有していないリブのみで構成された全てのリブがスペーサに接する場合と比較して、１つあたりのリブ（幅広部）に加えられる耐せん断強度を向上させることができる。
【００２９】
一方、リブの圧縮強度は、リブとスペーサとの当接面積に比例する。この当接面積は、第１のリブの幅広部１５の幅、スペーサ７の幅、第１のリブの数の積に比例する。１つまたは２つの第２のリブ１４ごとに第１のリブ１３を配することで、耐せん断強度を従来のものより向上させる程度の幅広部１５の幅を確保しつつ、圧縮強度を十分に保つことができる。
【００３０】
次に、基板の上にリブを形成するリブ形成方法について、図３を用いて説明する。図３は、画像表示装置を構成する基板（フェースプレート）にリブを形成する方法を示している。まず、蛍光体画素９が設けられる部分に開口部が形成された所定のパターンのブラックマトリクス１６が形成されたガラス基板１０を準備する（図３（ａ）参照）。ガラス基板１０は、例えばソーダライム系ガラス（例えば、旭硝子株式会社製のＰＤＰ用ガラス基板ＰＤ２００）を用いることができる。
【００３１】
次に、ガラス基板１０上にリブ用のペースト１７を一定の膜厚で全面塗布する（図３（ｂ）参照）。リブ用のペースト１７は、少なくともガラス成分および光硬化性樹脂を含有するフォトペーストを用いることができる。ペースト１７は、溶媒や開始剤などを含んでいても良い。リブ用のペースト１７の塗布方法としては、スクリーン印刷、スリットコーター等があるが、ハレーションを抑止するために必要なリブの高さ（約２０〜２００μｍ）を考慮すると、スリットコーターが適している。
【００３２】
次に、フォトペースト１７に、直線状の複数の露光パターン１４，１５を形成する（露光ステップ）。ここで、それぞれの露光パターン１４，１５は、後にリブとして残留する部分であるため、上記の対応するリブ部分と同一の符号を付している。具体的には、第２のリブおよび第１のリブの一般部のみに対応するパターン１４，１２を露光した後（図３（ｃ）参照）、さらに第１のリブの幅広部のみに対応する幅広露光部１５を露光（図３（ｄ）参照）する。つまり、複数の露光パターンのうちの少なくとも１つの第１の露光パターン１３は、露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部１５を有し、第２の露光パターン１４は当該第２の方向に一定幅である。なお、第２のリブおよび第１のリブの一般部に対応するパターン１４，１２の露光と、幅広部に対応する幅広露光部１５の露光とは、どちらを先に行っても良い。
【００３３】
その後、露光パターンの全てを一括して現像および焼成する。具体的には、現像によって、リブ用のペースト１７の、不要な部分を除去する（図３（ｅ）参照）。現像後、焼成することで、基板１０の上にリブが形成される（図３（ｆ）参照）。
【００３４】
リブの高さの違いは焼成時に生じるが、この高さ違いは第１のリブの幅広部（幅広露光部）１５と、第１のリブの一般部（第１の露光部の幅広露光部以外の部分）１２または第２のリブ（第２の露光部）１４との収縮量の差を利用している。幅広部１５は、体積が大きいため収縮量が大きく、幅広部以外の一般部１２または第２のリブ１４は収縮量が小さい。従って、幅広部１５と一般部１２とが連結された状態で同時に収縮した場合には、収縮量が大きい幅広部１５の方へペースト１７が移動する。これによりペースト１７が変形し、リブ１３、１４に高さの違いが生じる。つまり、リブ１３、１４の収縮量の差を利用することで、第１のリブの幅広部１５を、一般部１２および第２のリブ１４よりも高くすることができる。
【００３５】
リブ１３，１４の収縮は、焼成時にペースト１７中の樹脂が分解され、空洞が発生し、ガラス転移温度以上になったガラス成分がその空洞を埋めることで生ずると考えられる。そこで、収縮量を調節するため、ペースト１７中の樹脂量を多くし、焼成温度よりガラス転移温度が十分低いガラス成分を用いることが好ましい。これにより、幅広部１５の収縮量を大きくし、リブの高さ違いを生じさせることができる。例えば、ペースト１７固形分中の樹脂量を３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％の組成比にすると良い。また、ガラス成分としては、低軟化点成分としての硼珪酸ガラスを多く含有させることが望ましい。このように、複数の露光パターンを一括して現像、焼成することで、容易に、リブに所望の高さの違いを形成することができる。
【００３６】
上記露光ステップにおいて、幅広露光部１５と、幅広露光部以外の露光部とを別々に露光し、幅広露光部１５の露光量を、それ以外の露光部の露光量より大きくしても良い。これにより、樹脂の架橋度合、硬化する量を変化させ、焼成時に分解される樹脂量に差を与えて、リブの高さを調整することも可能である。幅広部１５の架橋度合が大きいと、現像時に溶出する樹脂量が少なくなり、幅広部１５には多くの樹脂が残る。逆に、一般部１２および第２のリブ１４は幅広部１５よりも架橋度合が小さいため、現像時に溶出する樹脂量が多くなり、残る樹脂量は少なくなる。従って、焼成時には、多くの樹脂が残る幅広部１５の収縮量が大きく、少ない樹脂量が残る一般部１２および第２のリブ１４の収縮量は小さくなる。この方法により、さらにリブの高さの違いを生じさせることが可能である。
【００３７】
次に、リブ１３，１４が形成されたフェースプレート１０を用いて画像表示装置を製造する方法について説明する。まず、フェースプレート１０上のブラックマトリクス１６の開口部に発光部材９を形成する。その後、発光部材９の上に、メタルバック（不図示）を形成する。そして、電子放出素子５を備えたリアプレート１を準備し、スペーサ７を介して、リアプレート１とフェースプレート１０とを対向配置し、内部が気密にされた気密容器を構成する。
【実施例１】
【００３８】
図４は、第１の実施例におけるフェースプレートの構成を示している。図４（ａ）はフェースプレートの平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であり、図４（ｄ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００３９】
図４では、幅広部１５を有する第１のリブ１３と、幅広部を有していない第２のリブ１４とが交互に配されている。これらのリブ１３、１４は、蛍光体画素９の各列を挟んで両側に形成されており、蛍光体画素９の列数に応じた数だけ形成されている。
【００４０】
図４において、符号７がスペーサ、符号１３が第１のリブ、符号１４が第２のリブ、符号１５が蛍光体画素である。第１のリブ１３の幅広部１５は１列の蛍光体画素内の隣接画素間に位置し、周期的に１５個存在している。幅広部１５は、リブが延びる方向と平行な方向（Ｘ方向）に幅広になっている。実施例１では、画像表示装置は、スペーサを２５本有している。
【００４１】
本実施例の各部の寸法は下記の通りである。第１のリブ１３の幅広部１５の頂部の幅は１２５μｍ、一般部の頂部の幅は５５μｍ、第２のリブ１４の頂部の幅は５５μｍである。また、第１のリブ１３の幅広部１５の底部の幅は１７０μｍ、一般部の底部の幅は７８μｍ、第２のリブ１４のリブ底部の幅は７８μｍである。そして、第１のリブ１３の幅広部１５の高さは２０５μｍ、一般部の高さは１９６μｍ、第２のリブ１４の高さは２００μｍである。第１のリブ１３と第２のリブ１４との間の距離は、リブ頂部間の距離で表すと、幅広部１５と一般部１２との間が１２０μｍ、一般部１２と一般部１２との間が１５５μｍである。蛍光体画素９の寸法は、Ｘ方向が１０６μｍ、Ｙ方向が２５０μｍである。第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、リブ頂部および底部ともに、第２のリブ１４の幅の２倍以上（頂部：２．２７倍、底部：２．１８倍）になっている。このように、圧縮強度、耐せん断強度ともに、従来のリブ構造より向上する条件となっている。圧縮強度及び耐せん断強度の実測値は後程記載する。
【００４２】
第１のリブ１３幅広部１５の高さは、第１のリブ１３の一般部１２及びＸ方向に隣接する第２のリブ１４より高くなっている。第１のリブ１３は、スペーサ７と当接させるべきリブであり、スペーサ７は、他のリブ部分１２、１４より高くなっている複数の幅広部１５のうちのいくつかまたは全部と接する。また、第１のリブ１３は、後方散乱電子の蛍光体への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割も担っている。第２のリブ１４は、スペーサ７と当接はしないが、後方散乱電子の蛍光体への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割を担っている。
【００４３】
次に、本実施例のリブ形成方法を説明する。リブ形成方法は上記方法と同一であり、以下では各工程における条件を記載する。ガラス基板１０に、硼珪酸ガラス粉末入りのペースト（東レ社製：感光性ペーストＴＰＲ−８１００）をスリットコーターで厚さ４７６μｍで全面塗布する。９５℃、６０分乾燥後、プロキシ露光を行う。１回目の露光では、一定の幅で直線的に延びる露光部分（幅広露光部以外の部分）のみをＧａｐ４５０μｍ、露光量２９０ｍＪ／ｃｍ2で露光する。２回目の露光では、幅広露光部１５のみをＧａｐ４５０μｍ、露光量３５０ｍＪ／ｃｍ2で露光する。２度の露光完了後、１１０℃、７分間ベークする。そして、０．５ｗｔ％の炭酸ナトリウム現像液で３９０秒現像し、１８０秒間水洗して、不要なペースト部分を取り除く。現像後、５８０℃、２８分間焼成を行う。焼成後の形状は上記リブの寸法になった。
【００４４】
本実施例で形成したリブの耐せん断強度は下記手法を用いて測定した。基板のＸ方向を地面に対して垂直にし、リブ１４，１５の側面が上を向くようにする。リブ頂部へ、針や刃のような先端が尖っている圧子を当てる。そして、圧子を垂直に下降させリブ頂部へ荷重を掛けていき、リブ破壊が生じた際の荷重の値を耐せん断強度とした。上記方法で耐せん断強度を測定すると、従来の構造の一定幅のリブでは耐せん断強度が０．２５Ｎであることに対し、本実施例の幅広部１５のリブでは耐せん断強度は０．８５Ｎであった。このように、従来例のものより耐せん断強度が向上している。なお、従来のリブ構造の耐せん断強度測定結果を下記（比較例１）に記載する。
【００４５】
本実施例で形成したリブの圧縮強度は下記手法を用いて測定した。圧縮強度は微小圧縮試験機（島津製作所製：ＭＣＴ−Ｗ５００）による圧縮破壊試験によって測定した。リブ直上から直径φ＝５０μｍの平坦な圧子を降下させ、リブに圧縮荷重を印加しリブを破壊させる。そのリブ破壊が生じた際の荷重の値を圧縮強度とした。上記方法で圧縮強度を測定すると、従来の構造の一定幅のリブの圧縮強度が１５００ＭＰａであることに対し、本実施例の幅広部１５の圧縮強度は１５００ＭＰａ以上（測定機の上限値以上）であり、従来例のものより圧縮強度が向上している。従来のリブ構造の圧縮強度測定結果を下記（比較例１）に記載する。
【００４６】
本実施例１のリブを有するフェースプレート１０と電子放出素子５を有すリアプレート１、スペーサ７を用いて画像表示装置を組み立て、リブ１３，１４の破壊の有無を確認した。画像表示装置の組み立ては下記手法を用いた。リアプレート１上にスペーサ７と枠部材６を接合材で固定する。そして、スペーサ７が固定されたリアプレート１とフェースプレート１０とを、電子放出素子５と発光部材９が対面するようにアライメントする。このとき、スペーサ７とフェースプレート１０の第１のリブの幅広部１５とが接するように配置する。枠部材６に封着材を塗布し、封着材を加熱溶融し、フェースプレート１０の周縁部とリアプレート１を接合する。そして、リアプレート１に設けられた不図示の排気管から内部を排気することで、内部を真空状態にした気密容器を構成することができる。
【００４７】
その後、再度加熱し封着材を溶融させ、気密容器を分解し、リブ１３，１４の破壊の状況の確認を行った。その結果、本実施例１のリブ構造を形成することで、リブのせん断に対する強度をさらに上げることができ、スペーサ７とリブ１３，１４との当接時に、リブの破壊が生じないことを確認した。このことにより、より高精細なディスプレイでの設計自由度が生まれることにもなる。
【００４８】
（比較例１）
従来のリブ構造は、均一な幅の直線状のリブが等間隔で並んだ構造になっている。リブ頂部の幅は５５μｍ、リブ−リブ間距離は、リブ頂部間の距離として表すと１５５μｍとなっている。このリブの耐せん断強度は、上記測定方法で測定すると０．２５Ｎであった。また、このリブの圧縮強度は、上記測定方法で測定すると１５００ＭＰａであった。
【実施例２】
【００４９】
実施例１では、蛍光体画素９および画素ともに等間隔である例を説明したが、画素間のピッチは不均一であっても構わない。不均一なピッチによる実施例を以下で述べる。
【００５０】
本発明の実施例２のリブ形状を図５に示す。図５は、幅広部１５を有する２つの第１のリブ１３の間に、幅広部１５を有していない第２のリブ１４が２つ存在している構成を示している。図５（ａ）はフェースプレートの平面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’断面図であり、図５（ｄ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。本実施例の第１のリブ１３および第２のリブ１４の各部の寸法は、概ね実施例１と同じである。以下に相違点のみ記載する。第１のリブ１３の幅広部１５の頂部の幅は１６０μｍ、底部の幅は２２５μｍである。また、第１のリブ１３と第２のリブ１４との間の距離は、頂部間の距離で表すと、幅広部−一般部、一般部−一般部ともに１２０μｍである。この実施例では、Ｘ方向の画素ピッチが不均一になっている。第１のリブ１３の幅広部１５の幅は、リブ頂部、底部ともに第２のリブ１４の幅の約３倍（頂部：２．９１倍、底部：２．８８倍）になっている。圧縮強度は従来のリブ構造（比較例１）と同等となっており、耐せん断強度は従来のリブ構造より向上する条件となっている。圧縮強度及び耐せん断強度の実測値は後述する。第１のリブ１３の幅広部１５の高さは、第１のリブ１３の一般部１２及びＸ方向に隣接する第２のリブ１４の高さより高くなっている。第１のリブ１３は、スペーサ７との当接させるべきリブであり、スペーサ７は他のリブ部分１２，１４より高くなっている幅広部１５のいくつかまたは全部と接する。また、第１のリブ１３は、後方散乱電子の蛍光体画素９への再突入を防止し、ハレーションを減少させる役割も担っている。第２のリブ１４は、スペーサ７と当接はしないが、後方散乱電子の蛍光体画素９への再突入を防止し、ハレーションを低減させる役割を担っている。
【００５１】
なお、本実施例のリブ形成方法は実施例１と同じである。本実施例で形成したリブの耐せん断強度は０．８５Ｎであり、従来のリブ構造より耐せん断強度が向上している。耐せん断強度の測定方法は実施例１と同じ方法を用いた。また、圧縮強度は１５００ＭＰａであり、従来のリブ構造と同等である。
【００５２】
本実施例の画像表示装置組み立て、分解方法は実施例１と同じである。本実施例２のリブを形成することで、リブのせん断に対する強度をさらに上げることができ、スペーサ７とリブとの当接時に、リブの破壊が生じないことを確認した。このことにより、より高精細なディスプレイでの設計自由度が生まれることにもなる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 第１の基板（リアプレート）
７ スペーサ
９ 発光部材
１０ 第２の基板（フェースプレート）
１２ 第１のリブの一般部
１３ 第１のリブ
１４ 第２のリブ
１５ 第１のリブの幅広部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板および第２の基板と、
前記第１の基板の内面に設けられた電子放出素子と、
前記第２の基板の内面に複数の列からなるマトリクス状に設けられ、前記電子放出素子から放出された電子の照射により発光する複数の発光部材と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、前記気密容器を内部から支えるスペーサと、を備え、
前記第２の基板には、前記発光部材の各列を挟んで直線状に形成され、前記発光部材の高さよりも高い複数のリブが形成されており、
前記スペーサは、前記複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、前記第１の方向において互いに隣接する前記発光部材間に位置している、画像表示装置であって、
前記複数のリブは２以上の第１のリブと少なくとも１つの第２のリブとを含み、前記第１のリブは、前記スペーサと交差する部分に、前記第２の方向に幅広で、かつ前記第２のリブの、前記スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部を有しており、互いに隣接する前記第１のリブの間に前記第２のリブが少なくとも１つ配されている、画像表示装置。
【請求項２】
前記第１のリブ同士の間には、１つまたは２つの前記第２のリブが配されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の方向における前記幅広部の幅は、前記第２の方向において互いに隣接する前記発光部材間の長さ以上である、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記複数のリブの全数に対する前記第１のリブの数の割合をＲとしたとき、前記第２の方向における前記幅広部の幅は、前記第２のリブの、前記スペーサと交差する部分の前記第２の方向における幅の（１／Ｒ）1/2倍以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記電子放出素子が冷陰極電子放出素子である、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
基板の上に、一定幅の直線状のリブと、前記直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を形成するリブ形成方法であって、
前記基板の上に光硬化性樹脂およびガラス成分を含有するフォトペーストを一定の膜厚で塗布するステップと、
前記フォトペーストに、直線状の複数の露光パターンを形成する露光ステップと、
前記露光パターンの全てを一括して現像および焼成して、直線状のリブを形成するステップと、を含み、
前記複数の露光パターンは、少なくとも１つの第１の露光パターンと少なくとも１つの第２の露光パターンとを含み、前記第１の露光パターンは、該第１の露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部を有している、リブ形成方法。
【請求項７】
前記露光ステップでは、前記幅広露光部と、前記幅広露光部以外の露光部とを、別々に露光し、
前記幅広露光部の露光量を、前記幅広露光部以外の露光部の露光量よりも大きくする、請求項６に記載のリブ形成方法。
【請求項１】
内部が減圧される気密容器を構成し、互いに対向して配された第１の基板および第２の基板と、
前記第１の基板の内面に設けられた電子放出素子と、
前記第２の基板の内面に複数の列からなるマトリクス状に設けられ、前記電子放出素子から放出された電子の照射により発光する複数の発光部材と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、前記気密容器を内部から支えるスペーサと、を備え、
前記第２の基板には、前記発光部材の各列を挟んで直線状に形成され、前記発光部材の高さよりも高い複数のリブが形成されており、
前記スペーサは、前記複数のリブが延在する第１の方向と交差する第２の方向に延在し、前記第１の方向において互いに隣接する前記発光部材間に位置している、画像表示装置であって、
前記複数のリブは２以上の第１のリブと少なくとも１つの第２のリブとを含み、前記第１のリブは、前記スペーサと交差する部分に、前記第２の方向に幅広で、かつ前記第２のリブの、前記スペーサと交差する部分の高さよりも高い幅広部を有しており、互いに隣接する前記第１のリブの間に前記第２のリブが少なくとも１つ配されている、画像表示装置。
【請求項２】
前記第１のリブ同士の間には、１つまたは２つの前記第２のリブが配されている、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の方向における前記幅広部の幅は、前記第２の方向において互いに隣接する前記発光部材間の長さ以上である、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記複数のリブの全数に対する前記第１のリブの数の割合をＲとしたとき、前記第２の方向における前記幅広部の幅は、前記第２のリブの、前記スペーサと交差する部分の前記第２の方向における幅の（１／Ｒ）1/2倍以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記電子放出素子が冷陰極電子放出素子である、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
基板の上に、一定幅の直線状のリブと、前記直線状のリブの高さよりも高く、幅の広い幅広部を有する直線状のリブと、を形成するリブ形成方法であって、
前記基板の上に光硬化性樹脂およびガラス成分を含有するフォトペーストを一定の膜厚で塗布するステップと、
前記フォトペーストに、直線状の複数の露光パターンを形成する露光ステップと、
前記露光パターンの全てを一括して現像および焼成して、直線状のリブを形成するステップと、を含み、
前記複数の露光パターンは、少なくとも１つの第１の露光パターンと少なくとも１つの第２の露光パターンとを含み、前記第１の露光パターンは、該第１の露光パターンが延在する第１の方向と交差する第２の方向に幅広な幅広露光部を有している、リブ形成方法。
【請求項７】
前記露光ステップでは、前記幅広露光部と、前記幅広露光部以外の露光部とを、別々に露光し、
前記幅広露光部の露光量を、前記幅広露光部以外の露光部の露光量よりも大きくする、請求項６に記載のリブ形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２２２４４３（Ｐ２０１１−２２２４４３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９３１６２（Ｐ２０１０−９３１６２）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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