画像表示装置
【課題】スペーサをリアプレートとフェースプレートに対して垂直に配置し、維持することによって、変形や破損を防止した画像表示装置を提供する。
【解決手段】スペーサ４がリアプレート２又はフェースプレート１との当接側に突起２１を有し、該突起２１を有する側において、スペーサ４とプレートとの間に緩衝材２０を配置し、該緩衝材２０として適度な弾性率を有するものを用いる。
【解決手段】スペーサ４がリアプレート２又はフェースプレート１との当接側に突起２１を有し、該突起２１を有する側において、スペーサ４とプレートとの間に緩衝材２０を配置し、該緩衝材２０として適度な弾性率を有するものを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を備えた画像表示装置に関し、特に、電子放出素子を有するリアプレートと発光部材を有するフェースプレートとの間にスペーサを有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型化・軽量化が可能な画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置が提案されている。このような表示装置は、電子放出素子を備えたリアプレートと、電子の照射によって発光する発光部材を備えたフェースプレートとを対向配置させ、周縁部に枠材を介して封止することにより、真空容器を形成してなる。そして、真空容器内部と外部との気圧差による基板の変形や破損を防止するため、スペーサと呼ばれる支持体を基板間に介在させている。スペーサは通常、真空容器内に複数配置されるが、容器の破損防止及び良質の画像表示を行う上で、複数のスペーサに高さの均一性が求められる。特許文献１には、リアプレートまたはフェースプレートとスペーサとの間に、スペーサの高さ公差緩和のため柔軟金属部材を配置した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空容器の破損を防止し、優れた画質を保つ上では、スペーサをリアプレートやフェースプレートに対して垂直に配置し、傾かないように維持する必要がある。
【０００５】
本発明の課題は、スペーサをリアプレートとフェースプレートに対して垂直に配置し、プレートに対して傾くことを抑制することによって、変形や破損を防止した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光する発光部材を有するフェースプレートと、前記リアプレートとフェースプレートとの間に位置し、前記リアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有するスペーサと、前記リアプレート又はフェースプレートと前記突起との間に位置する緩衝材とを有する画像表示装置であって、
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（１）を満たすことを特徴とする。
【０００７】
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ） （１）
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スペーサの突起によって、スペーサがプレートに対して傾いてしまうことが抑制され、高画質表示で変形や破損が防止された信頼性の高い画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の画像表示装置の一例の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の画像表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係るスペーサと緩衝材を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る緩衝材の作用を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施例のリアプレートの平面模式図である。
【図６】本発明の実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の特徴である、緩衝材の弾性率とスペーサの当接面の突起形状に対する関係について、説明する。
【００１１】
本発明の画像表示装置は、電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光部材を有するフェースプレートとを備えており、電子放出素子としては、ＦＥＤ、表面伝導型電子放出素子（ＳＥＤ）などが挙げられる。そして、上記リアプレートとフェースプレートとの間にはスペーサが配置し、本発明においては、係るスペーサがリアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有し、該突起とプレートとの間に緩衝材を配置している。
【００１２】
図１は、本発明の画像表示装置の一例の表示パネル（気密容器）の構成を模式的に示す図である。図１は単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、一部を切り欠いた状態で示す。図１において、１はガラス基板であるフェースプレートであり、内面に発光部材としての蛍光体である蛍光膜６とアノードであるメタルバック７が形成されている。また、２はリアプレートであり、電子放出素子８とＸ方向配線９、Ｙ方向配線１０とを形成した電子源基板５を備えている。３は支持枠であり、この支持枠３にリアプレート２、フェースプレート１がフリットガラス等を介して取り付けられ、気密容器（外囲器）を構成している。尚、本例ではリアプレート２上に電子源基板５が載置されているが、当該構成は、電子源基板５の強度を補強するためにリアプレート２を用いたものである。よって、十分な強度が得られるのであれば、リアプレート２に直接電子放出素子８や配線を形成しても構わない。
【００１３】
電子放出素子８としては、例えば、表面伝導型やＦＥ型或いはＭＩＭ型などの冷陰極素子が用いられる。リアプレート２に形成される上記電子放出素子８からの電子ビームはフェースプレート１に供給される所望の加速電圧によって加速され、フェースプレート１に照射される。その際、フェースプレート１に形成された蛍光膜６に電子が衝突することにより、蛍光体が発光、フェースプレート１に画像を映し出す構成となっている。
【００１４】
フェースプレート１とリアプレート２との間には、支持体としてスペーサ４を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持たせた構成とされる。尚、本発明においては、スペーサ４とフェースプレート１又はリアプレート２との間に緩衝材を配置する以外の構成については、従来と同様である。
【００１５】
図２は、図１の装置をさらに概略化して示した図であり、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）はスペーサ４と電子源基板５との当接付近の拡大模式図であり、図中の２０は緩衝材、２１はスペーサ４の突起である。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の画像表示装置はリアプレート２とフェースプレート１と支持枠３とがフリットガラスによって気密に接着されており、該支持枠３の内側の寸法をＸ方向Ｗ１、Ｙ方向Ｗ２とする。スペーサ４はＹ方向に間隔Ｐ１で配置された板状（Ｘ方向長さＭ、Ｙ方向長さＴ）であり、フェースプレート１とリアプレート２の間を距離Ｄに一定に保つ。スペーサ４は前述したように、フェースプレート１及びリアプレート２にかかる大気圧Ｐ（０．１ＭＰａ）に相当する外力を支持する。その全荷重は大気圧に画像表示装置の内部断面積であるＡ（＝Ｗ１×Ｗ２）を乗じた荷重（Ｐ×Ａ）に相当する。その荷重を複数のスペーサ４が分散して支持すると考える。
【００１７】
図２（ｃ）を用いて、スペーサ４とリアプレート２が当接する様子を説明する。スペーサ４とリアプレート２との間には、弾性率ａ、厚さｔの緩衝材２０を設置してある。また、スペーサ４の緩衝材２０がある方の当接面には高さＬの突起２１が存在する。厚さｔと突起高さＬについて、図３を用いて詳細に説明する。
【００１８】
緩衝材２０の厚さｔは、緩衝材２０が配置されている面（図２においては電子源基板５の表面）から、スペーサ４の外周に接する緩衝材２０の厚さである。該厚さが不均一の場合には、図３（ａ）で示すように、スペーサ４の外周に接している緩衝材２０の最も薄い位置での厚みとする。
【００１９】
スペーサ４の突起２１の高さＬは、スペーサ４の緩衝材２０との当接面に存在する突起２１の高さである。詳細に言うと、スペーサ４の最外周に囲われたＺ方向に平行な面の内側の凸部を突起２１と言い、例えばスペーサ４のＺ方向に平行な表面に凹凸が形成されている場合には図３（ｂ）に示す長さを高さＬとする。また、突起２１が非対称である場合は、図３（ｃ）に示すように、突起２１の最も長い場所を高さＬ［ｍ］とする。さらに突起２１の頂点からスペーサ４の最外周面までの距離をｓ［ｍ］として、
Ｌ／ｓ＜１．７５×１０-3
を満たすようなスペーサ４の場合、傾いたとしても、最大±０．１°となり、後述するように殆ど影響がなくなる。また、突起２１の形状によって、Ｌ／ｓが複数存在する場合は、その最大値が上記の関係式を満たせば良い。
【００２０】
ここで、前記スペーサ４の全ての当接部にかかる力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記スペーサ４の全ての当接部の面積（ＸＹ方向に平行な断面の面積）をＳ［ｍ2］とすると
Ｆ＝Ｐ×Ａ
となり、さらに、緩衝材２０のへこみ量Δｔ［ｍ］は次のように求められる。
【００２１】
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
【００２２】
へこみ量Δｔは、スペーサ４の突起２１によって緩衝材２０に形成された凹部のＸ方向の深さであり、スペーサ４の外周に接する緩衝材２０が最も薄い個所から、緩衝材２０に埋め込まれた突起２１の最も深い個所までのＸ方向の長さである。緩衝材２０の形が不均一の場合は、図３（ｄ）に示すへこみ量Δｔとなる。
【００２３】
ここで、緩衝材２０の役割について説明する。図４（ａ）は、緩衝材２０が無い場合のスペーサ４と基板５の当接の様子である。スペーサ４の当接面には、突起２１や傾斜が存在するため、基板５（実際には配線）に垂直にあたらない可能性がある。この時、スペーサ４には、回転のモーメントが働き、図４（ｂ）のようにスペーサ４は傾いてしまう。このスペーサ４の傾きは、スペーサ４近傍の電界を歪め、電子軌道に影響を与え、画質劣化を引き起こしたり、傾きが大きい場合には、工程中或いは工程後のパネルが完成した後で、スペーサ４自体が倒れてしまうことにより、パネル破壊を引き起こすことがある。本発明者等は、この傾きに対する影響を調べた結果、スペーサ４の傾きが±０．１°を超えると画質に影響を与え出し、さらに、±０．３°を超えるとスペーサ４が倒れてしまう場合が増加することを確認した。図４（ｃ）、（ｄ）は、緩衝材２０がある場合である。緩衝材２０が適正な弾性率であるならば、緩衝材２０が凹むことによって、スペーサ４端部の突起２１によって生じる回転のモーメントを小さくできる。その条件としては、先ず、緩衝材２０の厚さｔより、緩衝材２０のへこみ量Δｔが小さくなければならない。これは、あまりに弾性率ａ［ＭＰａ］が小さいと、柔らかすぎて、スペーサを支えきれなくなるからである。従って、
ｔ＞Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
であり、よって、
Ｆ／Ｓ＜ａ
となる。
【００２４】
また、弾性率ａの上限としては、あまりに硬すぎても突起２１を吸収できないので、突起２１の形状に応じて、適切に柔らかくならなければならない。本発明者等は、鋭意検討の結果、スペーサ４の傾きを小さくするためには、
Δｔ＞α×Ｌ
とした時に、α＝０．６が必要であることを実験によって求めた。これは定性的には、緩衝材２０が凹むことによりスペーサ４と緩衝材２０の接点が増加し、点荷重であったものが分布荷重となり、さらに、突起２１によってスペーサ４に働くモーメントも分散化することによって、スペーサ４が倒れにくくなることを示している。この時、スペーサ４の傾きは、±０．３°以内に抑えることが可能となる。
【００２５】
従って
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）＞０．６×Ｌ
よって、
ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
が導かれ、上式と合わせて
Ｆ／Ｓ＜ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
となる。
【００２６】
以上から、本発明の画像表示装置においては、
Ｆ／Ｓ＜ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （１）
を満たすものとする。
【００２７】
本発明において、上記式（１）を満たす範囲で、スペーサ４の傾きをさらに低減するために、
Δｔ＞α×Ｌ
とした時に、α＝１が望ましいことを実験によって求めた。これは、図４（ｄ）のように、定性的には緩衝材２０が凹むことによって、突起２１が完全に緩衝材２０の中に埋まることを示している。この場合、突起２１によってスペーサに働くモーメントは、ほとんどなくなり、更にスペーサ４が倒れなくなることを示している。この時、スペーサの傾きは、±０．１°以内に抑えることが可能となり、さらに高画質化を達成することができる。
【００２８】
従って、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）＞１．０×Ｌ
よって、
ａ＜ｔ／Ｌ×（Ｆ／Ｓ）
が導かれ、上式と合わせて
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
となる。
【００２９】
以上から、本発明の画像表示装置においては、
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （２）
を満たすことが望ましい。
【００３０】
本発明において、緩衝材２０の素材としては上記（１）式、好ましくは（２）式を満たすものであれば特に限定されないが、具体的にはＡｇ，Ａｌなどの金属、ＺｎＯなどの金属酸化物が用いられる。また、係る緩衝材２０をリアプレート２側に配置し、さらに、スペーサ４が２本以上の配線上にわたって当接するような場合には、該緩衝材２０として絶縁部材を用いることで、配線間を絶縁することができる。
【００３１】
上記実施形態においては、緩衝材２０をスペーサ４のリアプレート２との当接側に配置したが、スペーサ４の突起２１がフェースプレート１側にある場合には、スペーサ４のフェースプレート１との当接側に緩衝材２０を配置すればよい。また、上記実施形態においては、板状のスペーサ４を示したが、本発明においては円柱、角柱、ＸＹ平面において十字型などの形状であっても好ましく用いられる。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述する。以下の各実施例においては、マルチ電子ビーム源として、素子電極間の導電性膜に電子放出部を有するｎ×ｍ個（ｎ＝４８０、ｍ＝１００）の表面伝導型電子放出素子を、ｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線とによりマトリクス配線した電子源を用いた。
【００３３】
（実施例１）
本例では、図２に示した構成の画像表示装置を形成した。スペーサ４としては、長さ（Ｘ方向）１０８ｍｍ、幅（Ｘ方向）２ｍｍ、厚み（Ｙ方向）０．２６ｍｍ、端面の突起２１の高さＬが最大３μｍでリアプレート２と同質のガラスで板状のものを用意した。
【００３４】
フェースプレート１の厚さＴ１＝２．８ｍｍ、リアプレート２の厚さＴ２＝２．８ｍｍ、基板間隔Ｄ＝２ｍｍである。支持枠３の内寸はＸ方向がＷ１＝１１２ｍｍ、Ｙ方向がＷ２＝７２ｍｍである。支持枠３とフェースプレート１及びリアプレート２はフリットガラス（不図示）により気密に接着した。スペーサ４は、Ｙ方向にピッチＰ１＝２０ｍｍで均一に配置し、本数は３本とした。これらの構成部材によって画像表示装置を構成した。
【００３５】
本例の表示パネル作製について、図５を用いて詳述する。先ず、予め緩衝材２０、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１０、層間絶縁層５５、及び表面伝導型電子放出素子の素子電極５１，５２と導電性膜５４を形成した電子源基板５を、リアプレート２に固定した。緩衝材２０としては、表１（ａ）の４種類（Ａｇ（１）、ＺｎＯ、Ａｌ、Ｃｕ）を用意した。厚みは全て２０μｍである。
【００３６】
スペーサ４を基板５のＸ方向配線９（線幅＝３００μｍ）上に緩衝材２０を介して、等間隔で、Ｘ方向配線９と平行に固定した。その後、基板５の２ｍｍ上方に、内面に蛍光膜６とメタルバック７が付設されたフェースプレート１を支持枠３を介して配置し、リアプレー卜２、フェースプレート１、及び、支持枠３の各接合部を固定した。基板５とリアプレート２の接合部、リアプレート２と支持枠３の接合部、及びフェースプレート１と支持枠３の接合部は、フリットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した。
【００３７】
本例において、
Ｆ＝Ｐ×Ａ
＝０．１［Ｍｐａ］×（Ｗ１×Ｗ２）
＝０．１［Ｍｐａ］×１１２×１０-3［ｍ］×７２×１０-3［ｍ］
＝８．０６４×１０-4［ＭＰａ・ｍ2］
【００３８】
また、当接部の面積は、スペーサ４の断面積のおよそ１／１００であった。これは、Ｘ方向配線９がそれ以外の下層の配線によって高さ分布が生じ、実際にスペーサ４と当接する部分が減少するためである。
【００３９】
尚、当接部の面積は、表示装置を分解し、緩衝材２０に生じたスペーサ４の圧痕をレーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ−８５００）を用いて測定した。具体的には、レーザー顕微鏡で１〜２ｍｍ四方の当接部の高さプロファイルを１０〜１００箇所取得し、スペーサ４と当接することによって形状が変化している領域の面積を算出した。これを全てのスペーサ４に対して行い、当接部の総面積を算出した。従って、
Ｓ＝０．２６×１０-3［ｍ］×１０８×１０-3［ｍ］×３×０．０１
＝８．４２×１０-7［ｍ2］
Ｆ／Ｓ＝８．０６４×-4［ＭＰａ・ｍ2］／８．４２×１０-7［ｍ2］
＝９５８ＭＰａ
【００４０】
一方、ｔ＝２０μｍ、Ｌ＝３μｍであるので、
（ｔ／（０．６×Ｌ））×Ｆ／Ｓ
＝（２０×１０-6／０．６×３×１０-6）×９５８［ＭＰａ］
＝１１．１１×９５８［ＭＰａ］
＝１０６４３［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（１）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜１０６４３ＭＰａ
となる。
【００４１】
また、
（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6／３×１０-6）×９５８［ＭＰａ］
＝６．６７×９５８［ＭＰａ］
＝６３９０［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（２）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜６３９０ＭＰａ
となる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
Ａｌの弾性率はａ＝７５５０ＭＰａであり、上記式（１）を満たしている。この時、突起２１の高さＬ＝３μｍのうち、Ａｌの緩衝材２０の中に埋まっている部分の厚みΔｔは、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6［ｍ］／７５５０［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝２．５４×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の６割以上が埋まっており、スペーサ４の傾きを±０．３°以下に抑制することができた。
【００４４】
表１には、他の材質におけるΔｔの数値を示した。また、図６（ａ）は、実施例１における弾性率ａと、Δｔの関係を表したものである。ＺｎＯ、Ａｇ（１）については、Ａｌと同様に、式（１）を満たし、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時も、これらのスペーサ４の傾きは、±０．３°以下であった。しかし、Ｃｕについては、式（１）を満たしていないため、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6／１３７８０［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝１．３９×１０-6［ｍ］
となり、突起２１の６割以上が埋まっていないため、該突起２１によって、スペーサ４がプレート１，２に対して傾いてしまうことを抑制できず、スペーサ４の傾きは±０．３°を超えてしまう。そのため、画質劣化が生じていたり、工程中或いは工程後のパネルが完成した後で、スペーサ４が倒れてしまうケースがあった。
【００４５】
また、Ａｇ（１）、ＺｎＯについては式（２）も満たしているため、Δｔはいずれも突起２１の高さＬ＝３μｍを超えており、突起２１が全て緩衝材２０に埋まり、スペーサ４の傾きを±０．１°以下に抑えることができた。
【００４６】
（実施例２）
本発明の実施例２について、実施例１と異なる点のみ説明する。本例では、緩衝材２０として、表２の３種類（Ａｇ（１）、Ａｇ（２）、ＺｎＯ）を用意した。厚みは全て１０μｍである。また、スペーサ４としては、長さ（Ｘ方向）１０８ｍｍ、幅（Ｚ方向）２ｍｍ、厚み（Ｙ方向）０．２６ｍｍ、端面の突起２１の高さＬが最大２μｍで、リアプレート２と同質のガラスで、板状のものを用意した。尚、Ａｇ（１）とＡｇ（２）とは、緩衝材２０の作製法が異なるため、弾性率が異なるものである。
【００４７】
本例においては、実施例１と同様に、
Ｆ＝８．０６４×１０-4［ＭＰａ・ｍ2］
Ｓ＝８．４２×１０-7［ｍ2］
Ｆ／Ｓ＝９５８［ＭＰａ］
である。
【００４８】
一方、ｔ＝１０μｍ、Ｌ＝２μｍであるので、
（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／０．６×２×１０-6［ｍ］）×９５８［ＭＰａ］
＝８．３３×９５８［ＭＰａ］
＝７９８０［ＭＰａ］
である。即ち、前記式（１）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜７９８０ＭＰａ
となる。
【００４９】
また、
（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／２×１０-6［ｍ］）×９５８［ＭＰａ］
＝５×９５８［ＭＰａ］
＝４７９０［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（２）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜４７９０ＭＰａ
となる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
Ａｇ（１）の弾性率はａ＝４３４６ＭＰａであり、上記式（１）及び（２）を満たしている。この時、突起２１の高さＬ＝２μｍのうち、緩衝材Ａｇ（１）の中に埋まっている部分の厚みΔｔは、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／４３４６［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝２．２×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の全てが埋まっており、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時、スペーサ４の傾きは、±０．１°以下であった。
【００５２】
表２には、他の材質におけるΔｔの数値を示した。また、図６（ｂ）は、実施例２における弾性率ａと、Δｔの関係を表したものである。ＺｎＯについては、Ａｇ（１）と同様に、式（１）及び（２）を満たし、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時、スペーサの傾きは、±０．１°以下であり、このスペーサ４を用いた画像表示装置は、良好な画質を得られた。
【００５３】
Ａｇ（２）は、式（１）を満たすものの、式（２）を満たしていない。即ち、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／６１１１［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝１．５７×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の６割以上は埋まっているが、全てが埋まっていないため、スペーサ４表面の突起２１による、スペーサ４の基板５に対する傾きは±３°以下の範囲であった。
【００５４】
（実施例３）
本発明の実施例３について、実施例１と異なる点のみ説明する。本実施例と実施例１との違いは、スペーサ４を基板５のＸ方向配線９（線幅＝３００μｍ）に対して、垂直、即ちＹ方向配線１０の直上に位置するように、緩衝材２０を介して、等間隔で、Ｙ方向配線１０と平行に固定した。緩衝材２０として、弾性率がａ＝１１４０ＭＰａで絶縁性のＺｎＯを厚みｔ＝１０μｍで用いた。
【００５５】
本例においては、実施例１と同様に、式（２）
Ｆ／Ｓ＝９５７ＭＰａ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×Ｆ／Ｓ＝４７９０ＭＰａ
を満たしている。よって、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができ、さらに、複数の配線に跨って設置されているにも関らず、配線間の絶縁を保つことができた。
【符号の説明】
【００５６】
１：フェースプレート、２：リアプレート、３：支持枠、４：スペーサ、５：電子源基板、８：電子放出素子、２０：緩衝材、２１：突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を備えた画像表示装置に関し、特に、電子放出素子を有するリアプレートと発光部材を有するフェースプレートとの間にスペーサを有する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型化・軽量化が可能な画像表示装置として、表面伝導型電子放出素子などの電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置が提案されている。このような表示装置は、電子放出素子を備えたリアプレートと、電子の照射によって発光する発光部材を備えたフェースプレートとを対向配置させ、周縁部に枠材を介して封止することにより、真空容器を形成してなる。そして、真空容器内部と外部との気圧差による基板の変形や破損を防止するため、スペーサと呼ばれる支持体を基板間に介在させている。スペーサは通常、真空容器内に複数配置されるが、容器の破損防止及び良質の画像表示を行う上で、複数のスペーサに高さの均一性が求められる。特許文献１には、リアプレートまたはフェースプレートとスペーサとの間に、スペーサの高さ公差緩和のため柔軟金属部材を配置した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空容器の破損を防止し、優れた画質を保つ上では、スペーサをリアプレートやフェースプレートに対して垂直に配置し、傾かないように維持する必要がある。
【０００５】
本発明の課題は、スペーサをリアプレートとフェースプレートに対して垂直に配置し、プレートに対して傾くことを抑制することによって、変形や破損を防止した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光する発光部材を有するフェースプレートと、前記リアプレートとフェースプレートとの間に位置し、前記リアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有するスペーサと、前記リアプレート又はフェースプレートと前記突起との間に位置する緩衝材とを有する画像表示装置であって、
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（１）を満たすことを特徴とする。
【０００７】
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ） （１）
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スペーサの突起によって、スペーサがプレートに対して傾いてしまうことが抑制され、高画質表示で変形や破損が防止された信頼性の高い画像表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の画像表示装置の一例の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の画像表示装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係るスペーサと緩衝材を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る緩衝材の作用を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施例のリアプレートの平面模式図である。
【図６】本発明の実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の特徴である、緩衝材の弾性率とスペーサの当接面の突起形状に対する関係について、説明する。
【００１１】
本発明の画像表示装置は、電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光部材を有するフェースプレートとを備えており、電子放出素子としては、ＦＥＤ、表面伝導型電子放出素子（ＳＥＤ）などが挙げられる。そして、上記リアプレートとフェースプレートとの間にはスペーサが配置し、本発明においては、係るスペーサがリアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有し、該突起とプレートとの間に緩衝材を配置している。
【００１２】
図１は、本発明の画像表示装置の一例の表示パネル（気密容器）の構成を模式的に示す図である。図１は単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、一部を切り欠いた状態で示す。図１において、１はガラス基板であるフェースプレートであり、内面に発光部材としての蛍光体である蛍光膜６とアノードであるメタルバック７が形成されている。また、２はリアプレートであり、電子放出素子８とＸ方向配線９、Ｙ方向配線１０とを形成した電子源基板５を備えている。３は支持枠であり、この支持枠３にリアプレート２、フェースプレート１がフリットガラス等を介して取り付けられ、気密容器（外囲器）を構成している。尚、本例ではリアプレート２上に電子源基板５が載置されているが、当該構成は、電子源基板５の強度を補強するためにリアプレート２を用いたものである。よって、十分な強度が得られるのであれば、リアプレート２に直接電子放出素子８や配線を形成しても構わない。
【００１３】
電子放出素子８としては、例えば、表面伝導型やＦＥ型或いはＭＩＭ型などの冷陰極素子が用いられる。リアプレート２に形成される上記電子放出素子８からの電子ビームはフェースプレート１に供給される所望の加速電圧によって加速され、フェースプレート１に照射される。その際、フェースプレート１に形成された蛍光膜６に電子が衝突することにより、蛍光体が発光、フェースプレート１に画像を映し出す構成となっている。
【００１４】
フェースプレート１とリアプレート２との間には、支持体としてスペーサ４を設置することにより、大気圧に対して十分な強度を持たせた構成とされる。尚、本発明においては、スペーサ４とフェースプレート１又はリアプレート２との間に緩衝材を配置する以外の構成については、従来と同様である。
【００１５】
図２は、図１の装置をさらに概略化して示した図であり、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図、（ｃ）はスペーサ４と電子源基板５との当接付近の拡大模式図であり、図中の２０は緩衝材、２１はスペーサ４の突起である。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の画像表示装置はリアプレート２とフェースプレート１と支持枠３とがフリットガラスによって気密に接着されており、該支持枠３の内側の寸法をＸ方向Ｗ１、Ｙ方向Ｗ２とする。スペーサ４はＹ方向に間隔Ｐ１で配置された板状（Ｘ方向長さＭ、Ｙ方向長さＴ）であり、フェースプレート１とリアプレート２の間を距離Ｄに一定に保つ。スペーサ４は前述したように、フェースプレート１及びリアプレート２にかかる大気圧Ｐ（０．１ＭＰａ）に相当する外力を支持する。その全荷重は大気圧に画像表示装置の内部断面積であるＡ（＝Ｗ１×Ｗ２）を乗じた荷重（Ｐ×Ａ）に相当する。その荷重を複数のスペーサ４が分散して支持すると考える。
【００１７】
図２（ｃ）を用いて、スペーサ４とリアプレート２が当接する様子を説明する。スペーサ４とリアプレート２との間には、弾性率ａ、厚さｔの緩衝材２０を設置してある。また、スペーサ４の緩衝材２０がある方の当接面には高さＬの突起２１が存在する。厚さｔと突起高さＬについて、図３を用いて詳細に説明する。
【００１８】
緩衝材２０の厚さｔは、緩衝材２０が配置されている面（図２においては電子源基板５の表面）から、スペーサ４の外周に接する緩衝材２０の厚さである。該厚さが不均一の場合には、図３（ａ）で示すように、スペーサ４の外周に接している緩衝材２０の最も薄い位置での厚みとする。
【００１９】
スペーサ４の突起２１の高さＬは、スペーサ４の緩衝材２０との当接面に存在する突起２１の高さである。詳細に言うと、スペーサ４の最外周に囲われたＺ方向に平行な面の内側の凸部を突起２１と言い、例えばスペーサ４のＺ方向に平行な表面に凹凸が形成されている場合には図３（ｂ）に示す長さを高さＬとする。また、突起２１が非対称である場合は、図３（ｃ）に示すように、突起２１の最も長い場所を高さＬ［ｍ］とする。さらに突起２１の頂点からスペーサ４の最外周面までの距離をｓ［ｍ］として、
Ｌ／ｓ＜１．７５×１０-3
を満たすようなスペーサ４の場合、傾いたとしても、最大±０．１°となり、後述するように殆ど影響がなくなる。また、突起２１の形状によって、Ｌ／ｓが複数存在する場合は、その最大値が上記の関係式を満たせば良い。
【００２０】
ここで、前記スペーサ４の全ての当接部にかかる力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記スペーサ４の全ての当接部の面積（ＸＹ方向に平行な断面の面積）をＳ［ｍ2］とすると
Ｆ＝Ｐ×Ａ
となり、さらに、緩衝材２０のへこみ量Δｔ［ｍ］は次のように求められる。
【００２１】
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
【００２２】
へこみ量Δｔは、スペーサ４の突起２１によって緩衝材２０に形成された凹部のＸ方向の深さであり、スペーサ４の外周に接する緩衝材２０が最も薄い個所から、緩衝材２０に埋め込まれた突起２１の最も深い個所までのＸ方向の長さである。緩衝材２０の形が不均一の場合は、図３（ｄ）に示すへこみ量Δｔとなる。
【００２３】
ここで、緩衝材２０の役割について説明する。図４（ａ）は、緩衝材２０が無い場合のスペーサ４と基板５の当接の様子である。スペーサ４の当接面には、突起２１や傾斜が存在するため、基板５（実際には配線）に垂直にあたらない可能性がある。この時、スペーサ４には、回転のモーメントが働き、図４（ｂ）のようにスペーサ４は傾いてしまう。このスペーサ４の傾きは、スペーサ４近傍の電界を歪め、電子軌道に影響を与え、画質劣化を引き起こしたり、傾きが大きい場合には、工程中或いは工程後のパネルが完成した後で、スペーサ４自体が倒れてしまうことにより、パネル破壊を引き起こすことがある。本発明者等は、この傾きに対する影響を調べた結果、スペーサ４の傾きが±０．１°を超えると画質に影響を与え出し、さらに、±０．３°を超えるとスペーサ４が倒れてしまう場合が増加することを確認した。図４（ｃ）、（ｄ）は、緩衝材２０がある場合である。緩衝材２０が適正な弾性率であるならば、緩衝材２０が凹むことによって、スペーサ４端部の突起２１によって生じる回転のモーメントを小さくできる。その条件としては、先ず、緩衝材２０の厚さｔより、緩衝材２０のへこみ量Δｔが小さくなければならない。これは、あまりに弾性率ａ［ＭＰａ］が小さいと、柔らかすぎて、スペーサを支えきれなくなるからである。従って、
ｔ＞Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
であり、よって、
Ｆ／Ｓ＜ａ
となる。
【００２４】
また、弾性率ａの上限としては、あまりに硬すぎても突起２１を吸収できないので、突起２１の形状に応じて、適切に柔らかくならなければならない。本発明者等は、鋭意検討の結果、スペーサ４の傾きを小さくするためには、
Δｔ＞α×Ｌ
とした時に、α＝０．６が必要であることを実験によって求めた。これは定性的には、緩衝材２０が凹むことによりスペーサ４と緩衝材２０の接点が増加し、点荷重であったものが分布荷重となり、さらに、突起２１によってスペーサ４に働くモーメントも分散化することによって、スペーサ４が倒れにくくなることを示している。この時、スペーサ４の傾きは、±０．３°以内に抑えることが可能となる。
【００２５】
従って
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）＞０．６×Ｌ
よって、
ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
が導かれ、上式と合わせて
Ｆ／Ｓ＜ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
となる。
【００２６】
以上から、本発明の画像表示装置においては、
Ｆ／Ｓ＜ａ＜ｔ／（０．６×Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （１）
を満たすものとする。
【００２７】
本発明において、上記式（１）を満たす範囲で、スペーサ４の傾きをさらに低減するために、
Δｔ＞α×Ｌ
とした時に、α＝１が望ましいことを実験によって求めた。これは、図４（ｄ）のように、定性的には緩衝材２０が凹むことによって、突起２１が完全に緩衝材２０の中に埋まることを示している。この場合、突起２１によってスペーサに働くモーメントは、ほとんどなくなり、更にスペーサ４が倒れなくなることを示している。この時、スペーサの傾きは、±０．１°以内に抑えることが可能となり、さらに高画質化を達成することができる。
【００２８】
従って、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）＞１．０×Ｌ
よって、
ａ＜ｔ／Ｌ×（Ｆ／Ｓ）
が導かれ、上式と合わせて
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
となる。
【００２９】
以上から、本発明の画像表示装置においては、
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （２）
を満たすことが望ましい。
【００３０】
本発明において、緩衝材２０の素材としては上記（１）式、好ましくは（２）式を満たすものであれば特に限定されないが、具体的にはＡｇ，Ａｌなどの金属、ＺｎＯなどの金属酸化物が用いられる。また、係る緩衝材２０をリアプレート２側に配置し、さらに、スペーサ４が２本以上の配線上にわたって当接するような場合には、該緩衝材２０として絶縁部材を用いることで、配線間を絶縁することができる。
【００３１】
上記実施形態においては、緩衝材２０をスペーサ４のリアプレート２との当接側に配置したが、スペーサ４の突起２１がフェースプレート１側にある場合には、スペーサ４のフェースプレート１との当接側に緩衝材２０を配置すればよい。また、上記実施形態においては、板状のスペーサ４を示したが、本発明においては円柱、角柱、ＸＹ平面において十字型などの形状であっても好ましく用いられる。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳述する。以下の各実施例においては、マルチ電子ビーム源として、素子電極間の導電性膜に電子放出部を有するｎ×ｍ個（ｎ＝４８０、ｍ＝１００）の表面伝導型電子放出素子を、ｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線とによりマトリクス配線した電子源を用いた。
【００３３】
（実施例１）
本例では、図２に示した構成の画像表示装置を形成した。スペーサ４としては、長さ（Ｘ方向）１０８ｍｍ、幅（Ｘ方向）２ｍｍ、厚み（Ｙ方向）０．２６ｍｍ、端面の突起２１の高さＬが最大３μｍでリアプレート２と同質のガラスで板状のものを用意した。
【００３４】
フェースプレート１の厚さＴ１＝２．８ｍｍ、リアプレート２の厚さＴ２＝２．８ｍｍ、基板間隔Ｄ＝２ｍｍである。支持枠３の内寸はＸ方向がＷ１＝１１２ｍｍ、Ｙ方向がＷ２＝７２ｍｍである。支持枠３とフェースプレート１及びリアプレート２はフリットガラス（不図示）により気密に接着した。スペーサ４は、Ｙ方向にピッチＰ１＝２０ｍｍで均一に配置し、本数は３本とした。これらの構成部材によって画像表示装置を構成した。
【００３５】
本例の表示パネル作製について、図５を用いて詳述する。先ず、予め緩衝材２０、Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１０、層間絶縁層５５、及び表面伝導型電子放出素子の素子電極５１，５２と導電性膜５４を形成した電子源基板５を、リアプレート２に固定した。緩衝材２０としては、表１（ａ）の４種類（Ａｇ（１）、ＺｎＯ、Ａｌ、Ｃｕ）を用意した。厚みは全て２０μｍである。
【００３６】
スペーサ４を基板５のＸ方向配線９（線幅＝３００μｍ）上に緩衝材２０を介して、等間隔で、Ｘ方向配線９と平行に固定した。その後、基板５の２ｍｍ上方に、内面に蛍光膜６とメタルバック７が付設されたフェースプレート１を支持枠３を介して配置し、リアプレー卜２、フェースプレート１、及び、支持枠３の各接合部を固定した。基板５とリアプレート２の接合部、リアプレート２と支持枠３の接合部、及びフェースプレート１と支持枠３の接合部は、フリットガラス（不図示）を塗布し、大気中で４００℃乃至５００℃で１０分以上焼成することで封着した。
【００３７】
本例において、
Ｆ＝Ｐ×Ａ
＝０．１［Ｍｐａ］×（Ｗ１×Ｗ２）
＝０．１［Ｍｐａ］×１１２×１０-3［ｍ］×７２×１０-3［ｍ］
＝８．０６４×１０-4［ＭＰａ・ｍ2］
【００３８】
また、当接部の面積は、スペーサ４の断面積のおよそ１／１００であった。これは、Ｘ方向配線９がそれ以外の下層の配線によって高さ分布が生じ、実際にスペーサ４と当接する部分が減少するためである。
【００３９】
尚、当接部の面積は、表示装置を分解し、緩衝材２０に生じたスペーサ４の圧痕をレーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ−８５００）を用いて測定した。具体的には、レーザー顕微鏡で１〜２ｍｍ四方の当接部の高さプロファイルを１０〜１００箇所取得し、スペーサ４と当接することによって形状が変化している領域の面積を算出した。これを全てのスペーサ４に対して行い、当接部の総面積を算出した。従って、
Ｓ＝０．２６×１０-3［ｍ］×１０８×１０-3［ｍ］×３×０．０１
＝８．４２×１０-7［ｍ2］
Ｆ／Ｓ＝８．０６４×-4［ＭＰａ・ｍ2］／８．４２×１０-7［ｍ2］
＝９５８ＭＰａ
【００４０】
一方、ｔ＝２０μｍ、Ｌ＝３μｍであるので、
（ｔ／（０．６×Ｌ））×Ｆ／Ｓ
＝（２０×１０-6／０．６×３×１０-6）×９５８［ＭＰａ］
＝１１．１１×９５８［ＭＰａ］
＝１０６４３［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（１）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜１０６４３ＭＰａ
となる。
【００４１】
また、
（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6／３×１０-6）×９５８［ＭＰａ］
＝６．６７×９５８［ＭＰａ］
＝６３９０［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（２）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜６３９０ＭＰａ
となる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
Ａｌの弾性率はａ＝７５５０ＭＰａであり、上記式（１）を満たしている。この時、突起２１の高さＬ＝３μｍのうち、Ａｌの緩衝材２０の中に埋まっている部分の厚みΔｔは、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6［ｍ］／７５５０［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝２．５４×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の６割以上が埋まっており、スペーサ４の傾きを±０．３°以下に抑制することができた。
【００４４】
表１には、他の材質におけるΔｔの数値を示した。また、図６（ａ）は、実施例１における弾性率ａと、Δｔの関係を表したものである。ＺｎＯ、Ａｇ（１）については、Ａｌと同様に、式（１）を満たし、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時も、これらのスペーサ４の傾きは、±０．３°以下であった。しかし、Ｃｕについては、式（１）を満たしていないため、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（２０×１０-6／１３７８０［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝１．３９×１０-6［ｍ］
となり、突起２１の６割以上が埋まっていないため、該突起２１によって、スペーサ４がプレート１，２に対して傾いてしまうことを抑制できず、スペーサ４の傾きは±０．３°を超えてしまう。そのため、画質劣化が生じていたり、工程中或いは工程後のパネルが完成した後で、スペーサ４が倒れてしまうケースがあった。
【００４５】
また、Ａｇ（１）、ＺｎＯについては式（２）も満たしているため、Δｔはいずれも突起２１の高さＬ＝３μｍを超えており、突起２１が全て緩衝材２０に埋まり、スペーサ４の傾きを±０．１°以下に抑えることができた。
【００４６】
（実施例２）
本発明の実施例２について、実施例１と異なる点のみ説明する。本例では、緩衝材２０として、表２の３種類（Ａｇ（１）、Ａｇ（２）、ＺｎＯ）を用意した。厚みは全て１０μｍである。また、スペーサ４としては、長さ（Ｘ方向）１０８ｍｍ、幅（Ｚ方向）２ｍｍ、厚み（Ｙ方向）０．２６ｍｍ、端面の突起２１の高さＬが最大２μｍで、リアプレート２と同質のガラスで、板状のものを用意した。尚、Ａｇ（１）とＡｇ（２）とは、緩衝材２０の作製法が異なるため、弾性率が異なるものである。
【００４７】
本例においては、実施例１と同様に、
Ｆ＝８．０６４×１０-4［ＭＰａ・ｍ2］
Ｓ＝８．４２×１０-7［ｍ2］
Ｆ／Ｓ＝９５８［ＭＰａ］
である。
【００４８】
一方、ｔ＝１０μｍ、Ｌ＝２μｍであるので、
（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／０．６×２×１０-6［ｍ］）×９５８［ＭＰａ］
＝８．３３×９５８［ＭＰａ］
＝７９８０［ＭＰａ］
である。即ち、前記式（１）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜７９８０ＭＰａ
となる。
【００４９】
また、
（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／２×１０-6［ｍ］）×９５８［ＭＰａ］
＝５×９５８［ＭＰａ］
＝４７９０［ＭＰａ］
となる。即ち、前記式（２）は、
９５８ＭＰａ＜ａ＜４７９０ＭＰａ
となる。
【００５０】
【表２】
【００５１】
Ａｇ（１）の弾性率はａ＝４３４６ＭＰａであり、上記式（１）及び（２）を満たしている。この時、突起２１の高さＬ＝２μｍのうち、緩衝材Ａｇ（１）の中に埋まっている部分の厚みΔｔは、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／４３４６［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝２．２×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の全てが埋まっており、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時、スペーサ４の傾きは、±０．１°以下であった。
【００５２】
表２には、他の材質におけるΔｔの数値を示した。また、図６（ｂ）は、実施例２における弾性率ａと、Δｔの関係を表したものである。ＺｎＯについては、Ａｇ（１）と同様に、式（１）及び（２）を満たし、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができた。この時、スペーサの傾きは、±０．１°以下であり、このスペーサ４を用いた画像表示装置は、良好な画質を得られた。
【００５３】
Ａｇ（２）は、式（１）を満たすものの、式（２）を満たしていない。即ち、
Δｔ＝（ｔ／ａ）×（Ｆ／Ｓ）
＝（１０×１０-6［ｍ］／６１１１［ＭＰａ］）×９５８［ＭＰａ］
＝１．５７×１０-6［ｍ］
となる。よって、突起２１の６割以上は埋まっているが、全てが埋まっていないため、スペーサ４表面の突起２１による、スペーサ４の基板５に対する傾きは±３°以下の範囲であった。
【００５４】
（実施例３）
本発明の実施例３について、実施例１と異なる点のみ説明する。本実施例と実施例１との違いは、スペーサ４を基板５のＸ方向配線９（線幅＝３００μｍ）に対して、垂直、即ちＹ方向配線１０の直上に位置するように、緩衝材２０を介して、等間隔で、Ｙ方向配線１０と平行に固定した。緩衝材２０として、弾性率がａ＝１１４０ＭＰａで絶縁性のＺｎＯを厚みｔ＝１０μｍで用いた。
【００５５】
本例においては、実施例１と同様に、式（２）
Ｆ／Ｓ＝９５７ＭＰａ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×Ｆ／Ｓ＝４７９０ＭＰａ
を満たしている。よって、スペーサ４表面の突起２１によって、スペーサ４が基板５に対して傾いてしまうのを抑制し、スペーサ４を基板５にほぼ垂直に設置することができ、さらに、複数の配線に跨って設置されているにも関らず、配線間の絶縁を保つことができた。
【符号の説明】
【００５６】
１：フェースプレート、２：リアプレート、３：支持枠、４：スペーサ、５：電子源基板、８：電子放出素子、２０：緩衝材、２１：突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光部材を有するフェースプレートと、前記リアプレートとフェースプレートとの間に位置し、前記リアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有するスペーサと、前記リアプレート又はフェースプレートと前記突起との間に位置する緩衝材とを有する画像表示装置であって、
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（１）を満たすことを特徴とする画像表示装置。
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ） （１）
【請求項２】
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（２）を満たす請求項１に記載の画像表示装置。
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （２）
【請求項３】
前記緩衝材が絶縁部材である請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項１】
電子放出素子を有するリアプレートと、該電子放出素子から放出された電子の照射を受けて発光部材を有するフェースプレートと、前記リアプレートとフェースプレートとの間に位置し、前記リアプレート又はフェースプレートに対向する側に突起を有するスペーサと、前記リアプレート又はフェースプレートと前記突起との間に位置する緩衝材とを有する画像表示装置であって、
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（１）を満たすことを特徴とする画像表示装置。
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／（０．６×Ｌ））×（Ｆ／Ｓ） （１）
【請求項２】
前記突起の高さをＬ［ｍ］、前記スペーサの外周に接する緩衝材の厚みをｔ［ｍ］、緩衝材の弾性率をａ［ＭＰａ］、前記緩衝材と前記スペーサとの当接部に係る力の総量をＦ［ＭＰａ・ｍ2］、前記当接部の総面積をＳ［ｍ2］とした時、以下の式（２）を満たす請求項１に記載の画像表示装置。
Ｆ／Ｓ＜ａ＜（ｔ／Ｌ）×（Ｆ／Ｓ） （２）
【請求項３】
前記緩衝材が絶縁部材である請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２８９７７（Ｐ２０１１−２８９７７Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７２９７４（Ｐ２００９−１７２９７４）
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【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２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２４日（２００９．７．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]