JP2005197048A - 画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】第１および第２基板間で発生する放電を抑制し、信頼性および表示品位の向上した画像表示装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 画像表示面が形成された第１基板１０と、複数の電子放出源が設けられた第２基板１２とが対向配置されている。第１および第２基板間には、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサ３０ａ、３０ｂが配設されている。各スペーサは、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成され、第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部は軟化温度の高い材料で形成されている。
【選択図】 図３

Description

この発明は、対向配置された基板と、基板間に配設された複数のスペーサと、を備えた画像表示装置およびその製造方法に関する。
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置として機能するフィールド・エミッション・デバイス（以下、ＦＥＤと称する）の一種として、表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
このＳＥＤは、所定の間隔をおいて対向配置された第１基板および第２基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第１基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体を励起する電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。各電子放出素子は、電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の電極等で構成されている。
前記ＳＥＤにおいて、第１基板および第２基板間の空間、すなわち真空外囲器内は、高い真空度に維持されることが重要となる。真空度が低い場合、電子放出素子の寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。また、第１基板および第２基板間に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、多数の板状あるいは柱状のスペーサが配置されている（例えば、特許文献１）。ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、アノード電圧を数ｋＶ以上望ましくは５ｋＶ以上に設定することが必要となる。
特開２００１−２７２９２６号公報
上述のような平面型の画像表示装置では、前面板と背面板との間に５ｋＶ以上の高電圧を印可することで、背面板に配列された電子放出素子から放出される電子を加速し、前面板の蛍光体に到達させている。表示画像の輝度はこの加速電圧に依存するため、高い電圧（高耐電圧）が望ましい。しかしながら、第１基板と第２基板との間の隙間は、解像度や支持部材の特性、製造性などの観点から、１〜２ｍｍ程度と比較的小さく設定される。そのため、高電圧を印加した場合、第１基板と第２基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、両基板間の放電（絶縁破壊）が起き易くなる。放電が起こると、電子放出素子や蛍光面、駆動回路の破壊あるいは劣化が引き起こされる可能性がある。このような不良発生につながる放電は製品としては許容されない。
放電無く高い電圧を維持できる様にするためには、スペーサと第１基板あるいは第２基板とのギャップを小さくすること、また、第１基板と第２基板との間の空間に浮遊するダストが無いこと、が求められる。しかしながら、第１基板と第２基板との間には多数のスペーサが設けられているため、全てのスペーサについて高さを均一とし基板とのギャップを無くすことは難しい。また、多数のスペーサを形成した後、これを同時に研磨し高さを揃えることも考えられるが、この場合、ダストを完全に除去することが困難となる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、第１および第２基板間で発生する放電を抑制し、信頼性および表示品位の向上した画像表示装置およびその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記第１および第２基板の間に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサとを備え、前記各スペーサは、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成され、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部は軟化温度の高い材料で形成されている。
この発明の他の形態に係る画像表示装置は、画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備え、前記各スペーサは、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成され、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部は軟化温度の高い材料で形成されている。
この発明の形態に係る画像表示装置の製造方法は、画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記第１および第２基板の間に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサとを備えた画像表示装置の製造方法において、
複数の有底のスペーサ形成孔を有した成形型を用意し、前記成形型の各スペーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高い第１材料を前記スペーサ形成孔の体積未満の量だけ充填し、前記第１材料が充填された前記成形型の各スペーサ形成孔に、ガラスを含み前記第１材料の軟化温度よりも低い軟化温度を有した第２材料を充填し、前記充填された第１および第２材料を硬化させた後、前記成形型から離型し、前記離型された第１および第２材料を焼成して複数のスペーサを形成し、前記焼成された複数のスペーサを前記第１材料の軟化温度未満でかつ前記第２材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、前記複数のスペーサの先端に当接した押圧板により、前記複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴としている。
この発明の他の形態に係る画像表示装置の製造方法は、画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備えた画像表示装置の製造方法において、
複数の電子ビーム通過孔を備えた板状のグリッド、および複数の有底のスペーサ形成孔を有した成形型を用意し、前記成形型の各スペーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高い第１材料を前記スペーサ形成孔の体積未満の量だけ充填し、前記第１形成材料が充填された前記成形型の各スペーサ形成孔に、ガラスを含有し前記第１材料の軟化温度よりも低い軟化温度を有した第２材料を充填し、前記充填された第１および第２材料を硬化させた後、前記成形型から離型し前記第２材料側が前記グリッドに接合した状態で前記グリッド上に配置し、前記グリッド上に配置された第１および第２材料を焼成して複数のスペーサを形成し、前記焼成された複数のスペーサを前記第１材料の軟化温度未満でかつ前記第２材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、前記複数のスペーサの先端に当接した押圧板により、前記複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴としている。
この発明によれば、スペーサと基板との隙間を無くし、第１および第２基板間で発生する放電を抑制し、信頼性および表示品位の向上した画像表示装置およびその製造方法を提供することができる。
以下図面を参照しながら、この発明を、平面型の画像表示装置としてＦＥＤの一種である表面伝導型電子放出装置（以下、ＳＥＤと称する）に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第１基板１０および第２基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。第１基板１０および第２基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された偏平な真空外囲器１５を構成している。
第１基板１０の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状、ドット状あるいは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７およびゲッタ膜１９が順に積層されている。
第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する素子電極等で構成されている。第２基板１２の内面上には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引出されている。
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、第１基板１０の周縁部および第２基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。本実施の形態において、スペーサ構体２２は、第１および第２基板１０、１２間に配設された矩形状の金属板からなるグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、で構成されている。
詳細に述べると、支持基板として機能するグリッド２４は、第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
グリッド２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。グリッド２４の表面には、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４からなる酸化膜が形成されている。また、グリッド２４の表面２４ａ、２４ｂ、並びに、各電子ビーム通過孔２６の壁面は、放電電流制限効果を有する高抵抗膜により被覆されている。この高抵抗膜は、ガラスを主成分とする高抵抗物質で形成されている。
グリッド２４の第１表面２４ａ上には複数の第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、それぞれ隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。第１スペーサ３０ａの先端は、ゲッタ膜１９、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して第１基板１０の内面に当接している。
グリッド２４の第２表面２４ｂ上には複数の第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、それぞれ隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。第２スペーサ３０ｂの先端は第２基板１２の内面に当接している。ここでは、各第２スペーサ３０ｂの先端は、第２基板１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、グリッド２４を両面から挟み込んだ状態でグリッド２４と一体に形成されている。
図３および図４に示すように、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、グリッド２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。例えば、各第１スペーサ３０ａはほぼ楕円状の横断面形状を有し、グリッド２４側に位置した基端の径が約０．３ｍｍ×２ｍｍ、延出端の径が約０．２ｍｍ×２ｍｍ、第１および第２基板１０、１２と直交する方向に沿った高さｈ１が約０．６ｍｍに形成されている。各第２スペーサ３０ｂはほぼ楕円状の横断面形状を有し、グリッド２４側に位置した基端の径が約０．３ｍｍ×２ｍｍ、延出端の径が約０．２ｍｍ×２ｍｍ、第１および第２基板１０、１２と直交する方向に沿った高さｈ２が約０．８ｍｍに形成されている。グリッド２４を含むスペーサ構体２２全体の高さＨは１．５２ｍｍに形成されている。
隣り合う第１スペーサ３０ａ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第１スペーサの高さのばらつきは０．１ｍｍ以内に形成されている。また、隣り合う第２スペーサ３０ｂ間の高さの差が５μｍ以内、かつ全第２スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成されている。ここでは、各第１スペーサ３０ａは、第１基板１０に当接した先端部３１ａが軟化温度の高い第１材料で形成され、他の部分、つまり、ベース部３１ｂが第１材料よりも軟化温度の低い第２材料で形成されている。同様に、各第２スペーサ３０ｂは、第２基板１２に当接した先端部３１ａが軟化温度の高い第１材料で形成され、ベース部３１ｂが第１材料よりも軟化温度の低い第２材料で形成されている。第１および第２材料としては、絶縁性物質としてガラスを含有した材料が用いられている。
前記のように構成されたスペーサ構体２２は第１基板１０および第２基板１２間に配設されている。そして、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、第１基板１０および第２基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
ＳＥＤは、グリッド２４および第１基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。この電圧供給部は、グリッド２４およびメタルバック１７にそれぞれ接続され、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧を印加する。そして、ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１６へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。始めに、スペーサ構体２２の製造方法について説明する。
図５に示すように、まず、所定寸法のグリッド２４、このグリッドとほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型３６ａおよび下型３６ｂを用意する。この場合、Ｆｅ−５０％Ｎｉからなる板厚０．１２ｍｍの金属板を脱脂、洗浄、乾燥した後、エッチングにより電子ビーム通過孔２６を形成する。その後、金属板全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含めグリッド表面に絶縁膜を形成する。更に、絶縁膜の上に、ガラスを主成分としたコート液を塗布し、乾燥した後、焼成することにより、高抵抗膜を形成する。これにより、グリッド２４を得る。
成形型としての上型３６ａおよび下型３６ｂは、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート等により平坦な板状に形成する。上型３６ａは、グリッド２４に当接される平坦な当接面４１ａと、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０ａと、を有している。スペーサ形成孔４０ａはそれぞれ上型３６ａの当接面４１ａに開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。同様に、下型３６ｂは、平坦な当接面４１ｂと、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０ｂと、を有している。スペーサ形成孔４０ｂはそれぞれ下型３６ｂの当接面４１ｂに開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。
続いて、上型３６ａのスペーサ形成孔４０ａおよび下型２６ｂのスペーサ形成孔４０ｂにスペーサ形成材料を充填する。スペーサ形成材料としては、軟化温度の異なる第１材料４６ａおよび第２材料４６ｂの２種類を用いる。第１材料４６ａには、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有し、軟化温度が５８５℃、焼成温度５８０℃×３０分のガラスペーストを用いる。また、第２材料４６ｂには、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有し、軟化温度が５５０℃、焼成温度５５０℃×３０分のガラスペーストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。
図６に示すように、まず、上型３６ａの各スペーサ形成孔４０ａの底部に、スペーサ形成孔４０ａの体積の約２０％の量だけ第１材料４６ａを充填し、続いて、スペーサ形成孔４０ａに第２材料４６ｂを充填してスペーサ形成孔４０ａを満たす。同様に、下型３６ｂの各スペーサ形成孔４０ｂの底部に、スペーサ形成孔４０ｂの体積の約２０％の量だけ第１材料４６ａを充填し、続いて、スペーサ形成孔４０ｂに第２材料４６ｂを充填してスペーサ形成孔４０ｂを満たす。
次いで、図７に示すように、例えば、紫外線ランプにより、上型３６ａ、下型３６ｂの両面側から紫外線（ＵＶ）を照射し、第１および第２材料４６ａ、４６ｂを硬化させる。この場合、上型３６ａおよび下型３６ｂはそれぞれ紫外線透過材料で形成されている。そのため、紫外線ランプから照射された紫外線は、上型３６ａおよび下型３６ｂを透過し、充填された第１および第２材料４６ａ、４６ｂに直接および型を通して照射される。これにより、第１および第２材料４６ａ、４６ｂを紫外線硬化させ、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを形成する。
続いて、上型３６ａおよび下型３６ｂの当接面４１ａ、４１ｂにそれぞれ露出している第１および第２スペーサの基端面、並びに、グリッド２４のスペーサ立設位置に、ディスペンサあるいは印刷により、接着剤を塗布する。その後、図８に示すように、硬化された第１スペーサ３０ａがそれぞれ電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように、上型３６ａを位置決めし当接面４１ａをグリッド２４の第１表面２４ａに密着させる。同様に、下型３６ｂを、第２スペーサ３０ｂが電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように位置決めし、当接面４１ｂをグリッド２４の第２表面２４ｂに密着させる。これにより、グリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂからなる組立体４２を構成する。組立体４２において、上型３６ａのスペーサ形成孔４０ａと下型３６ｂのスペーサ形成孔４０ｂとは、グリッド２４を挟んで対向して配列されている。
この組立体４２を両面側から押圧し、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる。これにより、硬化した第１および第２スペーサ３６ａ、３６ｂをグリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂにそれぞれ接着する。
その後、図９に示すように、硬化した第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂをグリッド２４上に残すように、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から剥離する。次に、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが設けられたグリッド２４を加熱炉内で熱処理し、第１および第２材料４６ａ、４６ｂ内からバインダを飛ばした後、５８０℃で３０分、本焼成する。
続いて、図１０に示すように、平坦な２枚の押圧板５０ａ、５０ｂを用意する。押圧板５０ａ、５０ｂはグリッド２４よりも大きな面積を有し、また、グリッド２４の熱膨張係数αとほぼ等しい熱膨張係数を有した材料で形成されている。ここでは、押圧板５０ａ、５０ｂとして、例えば、板厚８ｍｍ、α＝８×１０-6／℃のガラス板を選択する。
次に、グリッド２４上に立設された第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを２枚の押圧板５０ａ、５０ｂ間に挟持し、第１スペーサ３０ａの先端を押圧板５０ａに、また、第２スペーサ３０ｂの先端を押圧板５０ｂに当接させる。また、グリッド２４の外側で、押圧板５０ａ、５０ｂの周縁部間に複数の隙間規制部材５２を配置する。各隙間規制部材５２の厚さＴは、目標とするスペーサの高さに高い精度で形成されている。隙間規制部材５２の厚さＴは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さとグリッド２４の厚さとを合計した高さＨから圧縮しろを差し引いた高さとする。例えば圧縮しろを０．０２ｍｍとし、Ｔは１．５ｍｍとする。
その後、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを第１材料４６ａの軟化温度未満でかつ第２材料４６ｂの軟化温度以上の温度、例えば５５０℃に加熱し、第２材料４６ｂのみを軟化させる。この状態で、押圧板５０ａ、５０ｂを互いに接近する方向に押圧し、隙間規制部材５２に押し付けるとともに、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂをその高さ方向に沿って両側から圧縮し均一な高さに塑性変形させる。圧縮後の第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さは、隙間規制部材５２によって制御される。これにより、複数の第１スペーサ３０ａは共通の高さに成形され、同時に、複数の第２スペーサ３０ｂは共通の高さに成形される。
続いて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを冷却して再び硬化させた後、押圧板５０ａ、５０ｂを取外す。なお、上記の押圧工程では、第２材料４６ｂのみが軟化し、押圧板５０ａ、５０ｂに当接した第１および第２スペーサの先端部を形成している第１材料４６ａは軟化していない。そのため、スペーサ先端部と押圧板とが接着してしまうことがなく、押圧板５０ａ、５０ｂを容易に、かつ、第１および第２スペーサを損傷することなく離間させることができる。
以上の工程により、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。隣り合う第１スペーサ３０ａ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第１スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。また、隣り合う第２スペーサ３０ｂ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第２スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。前述した押圧工程を行わないスペーサ構体では、第１および第２スペーサの高さの標準偏差は０．００８であるのに対し、本実施形態では、標準偏差が０．００１となりスペーサ高さのばらつきが大幅に低減している。
一方、ＳＥＤの製造においては、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた第１基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された第２基板１２と、を用意しておく。続いて、前記のようにして得られたスペーサ構体２２を第２基板１２上に位置決め配置する。この状態で、第１基板１０、第２基板１２、およびスペーサ構体２２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して第１基板を第２基板に接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
上記のように構成されたＳＥＤおよびスペーサの高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤを用意し、それぞれについて放電試験を行った。高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤでは、加速電圧を１０ｋＶとして１時間保持した場合、放電発生回数が約１０回、１０時間保持した場合、放電発生回数が約２５回であった。これに対して、本実施形態に係るＳＥＤでは、同一条件で放電は発生しなかった。
以上のように構成されたＳＥＤおよびその製造方法によれば、第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂの高さのバラツキを無くし、第１スペーサと第１基板との隙間、並びに、第２スペーサと第２基板との隙間を大幅に低減することができる。従って、スペーサと基板との隙間に起因する放電の発生を抑制し、耐電圧性の高く信頼性の向上したＳＥＤを得ることができる。また、スペーサ構体の製造工程においては、押圧板を取り外す際に離型剤等を用いる必要がなく、離型剤の除去工程を省略することができるとともに、離型剤に起因するダストの発生を防止することができる。これにより、真空外囲器内のダストに起因する放電の発生を防止することが可能となる。耐電圧性の向上に伴い、第１および第２基板間に高い加速電圧を印加することが可能となり、表示品位の向上したＳＥＤが得られる。
次に、この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤについて説明する。
図１１に示すように、第２の実施形態によれば、グリッド２４上に立設された第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成されている。ここでは、各第１スペーサ３０ａは、グリッド２４の第１表面２４ａ上に立設された柱状のベース部３１ｂと、ベース部の外周および先端を被覆した被覆層３１ｃとで構成されている。ベース部３１ｂは軟化温度の低い第２材料で形成され、被覆層３１ｃは、第２材料より軟化温度の高い第１材料で形成されている。
同様に、各第２スペーサ３０ｂは、グリッド２４の第２表面２４ｂ上に立設された柱状のベース部３１ｂと、ベース部の外周および先端を被覆した被覆層３１ｃとで構成されている。ベース部３１ｂは軟化温度の低い第２材料で形成され、被覆層３１ｃは、第２材料より軟化温度の高い第１材料で形成されている。
また、グリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、および電子ビーム通過孔２６の内面は、第１材料によって被覆されている。第１および第２材料としては、絶縁性物質としてガラスを含有した材料が用いられている。
なお、第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
第２の実施形態において、スペーサ構体２２を製造する場合、前述した第１の実施形態と同様に、まず、所定寸法のグリッド２４、このグリッドとほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型３６ａおよび下型３６ｂを用意する。グリッド２４は、Ｆｅ−５０％Ｎｉからなる板厚０．１２ｍｍの金属板に電子ビーム通過孔２６を形成した後、金属板全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含めグリッド表面に絶縁膜を形成する。
上型３６ａおよび下型３６ｂは、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート等により平坦な板状に形成する。上型３６ａは、グリッド２４に当接される平坦な当接面４１ａと、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０ａと、を有している。スペーサ形成孔４０ａはそれぞれ上型３６ａの当接面４１ａに開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。同様に、下型３６ｂは、平坦な当接面４１ｂと、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０ｂと、を有している。スペーサ形成孔４０ｂはそれぞれ下型３６ｂの当接面４１ｂに開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。
続いて、図１２に示すように、上型３６ａのスペーサ形成孔４０ａおよび下型２６ｂのスペーサ形成孔４０ｂにそれぞれスペーサ形成材料として第２材料４６ｂを充填し、各スペーサ形成孔を第２材料で満たす。第２材料４６ｂには、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有し、軟化温度が５５０℃、焼成温度５５０℃×３０分のガラスペーストを用いる。
次いで、例えば、紫外線ランプにより、上型３６ａ、下型３６ｂの両面側から紫外線（ＵＶ）を照射し、第２材料４６ｂを硬化させる。この場合、上型３６ａおよび下型３６ｂはそれぞれ紫外線透過材料で形成されている。そのため、紫外線ランプから照射された紫外線は、上型３６ａおよび下型３６ｂを透過し、充填された第２材料４６ｂに直接および型を通して照射される。これにより、第２材料４６ｂを紫外線硬化させ、スペーサのベース部３１ｂを形成する。
続いて、上型３６ａおよび下型３６ｂの当接面４１ａ、４１ｂにそれぞれ露出しているベース部３１ｂの基端面、並びに、グリッド２４のスペーサ立設位置に、ディスペンサあるいは印刷により、接着剤を塗布する。その後、図１３に示すように、硬化されたベース部３１ｂがそれぞれ電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように、上型３６ａを位置決めし当接面４１ａをグリッド２４の第１表面２４ａに密着させる。同様に、下型３６ｂを、ベース部３１ｂが電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように位置決めし、当接面４１ｂをグリッド２４の第２表面２４ｂに密着させる。これにより、グリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂからなる組立体４２を構成する。組立体４２において、上型３６ａのスペーサ形成孔４０ａと下型３６ｂのスペーサ形成孔４０ｂとは、グリッド２４を挟んで対向して配列されている。
この組立体４２を両面側から押圧し、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる。これにより、硬化したベース部３１ｂをグリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂにそれぞれ接着する。
その後、硬化したベース部３１ｂをグリッド２４上に残すように、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から離型する。次に、図１４に示すように、第２材料４６ｂよりも軟化温度の高い第１材料４６ａを、グリッド２４の表面および各ベース部３１ｂの外面にスプレーし、第１材料からなる厚さ１〜５０μｍの被覆層３１ｃを形成する。第１材料４６ａには、少なくともガラスフィラーを含有し、軟化温度が５８５℃、焼成温度５８０℃×３０分のガラスペーストを用いる。なお、第１および第２材料４６ａ、４６ｂにおいて、ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。
続いて、ベース部３１ｂおよび被覆層３１ｃが設けられたグリッド２４を加熱炉内で熱処理し、第１および第２材料４６ａ、４６ｂ内からバインダを飛ばした後、５８０℃で３０分、本焼成する。これにより、グリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ上に、第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂが一体的に形成される。
その後、図１５に示すように、前述した第１の実施形態と同様の平坦な２枚の押圧板５０ａ、５０ｂを用意する。次いで、グリッド２４上に立設された第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを２枚の押圧板５０ａ、５０ｂ間に挟持し、第１スペーサ３０ａの先端を押圧板５０ａに、また、第２スペーサ３０ｂの先端を押圧板５０ｂに当接させる。グリッド２４の外側で、押圧板５０ａ、５０ｂの周縁部間に複数の隙間規制部材５２を配置する。各隙間規制部材５２の厚さＴは、目標とするスペーサの高さに高い精度で形成されている。隙間規制部材５２の厚さＴは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さとグリッド２４の厚さとを合計した高さから圧縮しろを差し引いた高さとする。例えば圧縮しろを０．０２ｍｍとし、Ｔは１．５ｍｍとする。
更に、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを第１材料４６ａの軟化温度未満でかつ第２材料４６ｂの軟化温度以上の温度、例えば５５０℃に加熱し、第２材料４６ｂからなるベース部３１ｂのみを軟化させる。この状態で、押圧板５０ａ、５０ｂを互いに接近する方向に押圧し、隙間規制部材５２に押し付けるとともに、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂをその高さ方向に沿って両側から圧縮し均一な高さに塑性変形させる。圧縮後の第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さは、隙間規制部材５２によって制御される。これにより、複数の第１スペーサ３０ａは共通の高さに成形され、同時に、複数の第２スペーサ３０ｂは共通の高さに成形される。
続いて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを冷却して再び硬化させた後、押圧板５０ａ、５０ｂを取外す。上記の押圧工程では、第２材料４６ｂのみが軟化し、押圧板５０ａ、５０ｂに当接した第１および第２スペーサの先端部を形成している被覆層３１ｃは軟化していない。そのため、スペーサ先端部と押圧板とが接着してしまうことがなく、押圧板５０ａ、５０ｂを容易に、かつ、第１および第２スペーサを損傷することなく離間させることができる。
以上の工程により、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。隣り合う第１スペーサ３０ａ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第１スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。また、隣り合う第２スペーサ３０ｂ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第２スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。前述した押圧工程を行わないスペーサ構体では、第１および第２スペーサの高さの標準偏差は０．００８であるのに対し、本実施形態では、標準偏差が０．００１となりスペーサ高さのばらつきが大幅に低減している。
その後、第１の実施形態と同様の方法により、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
上記のように構成された第２の実施形態に係るＳＥＤおよびスペーサの高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤを用意し、それぞれについて放電試験を行った。高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤでは、加速電圧を１０ｋＶとして１時間保持した場合、放電発生回数が約１０回、１０時間保持した場合、放電発生回数が約２５回であった。これに対して、本実施形態に係るＳＥＤでは、同一条件で放電は発生しなかった。
このように、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、耐電圧性が高く信頼性および表示品位の向上したＳＥＤが得られる。
次に、この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤについて説明する。
図１６に示すように、第３の実施形態によれば、グリッド２４上に立設された第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、１種類の材料により形成されている。ここでは、スペーサの形成材料には、絶縁性物質としてガラスを含有した材料が用いられている。第３の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
第３の実施形態において、スペーサ構体２２を製造する場合、前述した第２の実施形態と同様に、所定寸法のグリッド２４、このグリッドとほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型３６ａおよび下型３６ｂを用意する。続いて、図１７に示すように、上型３６ａのスペーサ形成孔４０ａおよび下型２６ｂのスペーサ形成孔４０ｂにそれぞれスペーサ形成材料４６を充填し、各スペーサ形成孔を満たす。スペーサ形成材料には、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有し、軟化温度が５５０℃、焼成温度５５０℃×３０分のガラスペーストを用いる。
次いで、紫外線ランプにより、上型３６ａ、下型３６ｂの両面側から紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料４６を硬化させる。続いて、上型３６ａおよび下型３６ｂの当接面４１ａ、４１ｂにそれぞれ露出しているスペーサ形成材料４６の基端面、並びに、グリッド２４のスペーサ立設位置に、ディスペンサあるいは印刷により、接着剤を塗布する。その後、図１８に示すように、硬化されたスペーサ形成材料４６がそれぞれ電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように、上型３６ａを位置決めし当接面４１ａをグリッド２４の第１表面２４ａに密着させる。同様に、下型３６ｂを、ベース部３１ｂが電子ビーム通過孔２６間の領域と対向するように位置決めし、当接面４１ｂをグリッド２４の第２表面２４ｂに密着させる。これにより、グリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂからなる組立体４２を構成する。この組立体４２を両面側から押圧し、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる。これにより、硬化したスペーサ形成材料４６をグリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂにそれぞれ接着する。
次に、硬化したスペーサ形成材料４６をグリッド２４上に残すように、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から離型する。そして、スペーサ形成材料４６が設けられたグリッド２４を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料４６内からバインダを飛ばした後、５５０℃で３０分、本焼成する。これにより、グリッド２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ上に、第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂが一体的に形成される。
その後、図１９に示すように、前述した第１の実施形態と同様の平坦な２枚の押圧板５０ａ、５０ｂを用意する。絶縁性を有した剥離剤として、例えば、粒径１μｍ程度の酸化シリコンの粉末を水に溶いた溶液を、スプレーにより押圧板５０ａ、５０ｂの表面に塗布する。次いで、グリッド２４上に立設された第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを２枚の押圧板５０ａ、５０ｂ間に挟持し、第１スペーサ３０ａの先端を押圧板５０ａに、また、第２スペーサ３０ｂの先端を押圧板５０ｂに当接させる。グリッド２４の外側で、押圧板５０ａ、５０ｂの周縁部間に複数の隙間規制部材５２を配置する。各隙間規制部材５２の厚さＴは、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さとグリッド２４の厚さとを合計した高さから圧縮しろを差し引いた高さとする。例えば圧縮しろを０．０２ｍｍとし、Ｔは１．５ｍｍとする。
更に、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを５５０℃に加熱し、スペーサ形成材料４６を軟化させる。この状態で、押圧板５０ａ、５０ｂを互いに接近する方向に押圧し、隙間規制部材５２に押し付けるとともに、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂをその高さ方向に沿って両側から圧縮し均一な高さに塑性変形させる。圧縮後の第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの高さは、隙間規制部材５２によって制御される。これにより、複数の第１スペーサ３０ａは共通の高さに成形され、同時に、複数の第２スペーサ３０ｂは共通の高さに成形される。
続いて、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを冷却して再び硬化させた後、押圧板５０ａ、５０ｂを取外す。この際、押圧板５０ａ、５０ｂには剥離剤が塗布されているため、スペーサ先端部と押圧板とが接着してしまうことがなく、押圧板５０ａ、５０ｂを容易に、かつ、第１および第２スペーサを損傷することなく分離することができる。押圧板５０ａ、５０ｂを分離した後、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの先端に付着した剥離剤は、サンドペーパ等を用いて除去する。
以上の工程により、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。隣り合う第１スペーサ３０ａ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第１スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。また、隣り合う第２スペーサ３０ｂ間の高さの差は５μｍ以内、かつ全第２スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。前述した押圧工程を行わないスペーサ構体では、第１および第２スペーサの高さの標準偏差は０．００８であるのに対し、本実施形態では、標準偏差が０．００２となりスペーサ高さのばらつきが大幅に低減している。
以後、第１の実施形態と同様の方法により、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
上記のように構成された第３の実施形態に係るＳＥＤおよびスペーサの高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤを用意し、それぞれについて放電試験を行った。高さバラツキ制御を行っていないＳＥＤでは、加速電圧を１０ｋＶとして１時間保持した場合、放電発生回数が約１０回、１０時間保持した場合、放電発生回数が約２５回であった。これに対して、本実施形態に係るＳＥＤでは、各条件において、放電の発生は０回および３回であり、大幅に改善された。
このように、第３実施形態においても、第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂの高さのバラツキを無くし、第１スペーサと第１基板との隙間、並びに、第２スペーサと第２基板との隙間を大幅に低減することができる。従って、スペーサと基板との隙間に起因する放電の発生を抑制し、耐電圧性の高く信頼性の向上したＳＥＤを得ることができる。剥離剤を用いた場合、ダストによる悪影響が考えられるが、スペーサの高さばらつき低減による良い効果の方が大きく、結果的に、耐電圧性の向上を図ることができる。更に、離型材として絶縁性材料を用いることにより、残留した剥離剤に起因する放電は発生しにくい。
前述した実施形態において、スペーサ構体２２は、第１および第２スペーサおよびグリッドを一体的に備えた構成としたが、第２スペーサ３０ｂは第２基板１２上に形成する構成としてもよい。また、スペーサ構体は、グリッドおよび第２スペーサのみを備え、グリッドが第１基板に接触した構成としてもよい。
図２０に示すように、この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤによれば、スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなりグリッドとして機能する支持基板２４と、支持基板の一方の表面のみに一体的に立設された多数の柱状のスペーサ３０と、を有している。支持基板２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
支持基板２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、各電子ビーム通過孔２６の内壁面は、絶縁層として、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁性物質からなる高抵抗膜により被覆されている。そして、支持基板２４は、その第１表面２４ａが、ゲッタ膜１９、メタルバック１７、蛍光体スクリーン１６を介して、第１基板１０の内面に面接触した状態で設けられている。支持基板２４に設けられた電子ビーム通過孔２６は、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂと対向している。これにより、各電子放出素子１８は、電子ビーム通過孔２６を通して、対応する蛍光体層と対向している。
支持基板２４の第２表面２４ｂ上には複数の柱状のスペーサ３０が一体的に立設されている。各スペーサ３０の延出端は、第２基板１２の内面、ここでは、第２基板１２の内面上に設けられた配線２１上に当接している。スペーサ３０の各々は、グリッド２４側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。例えば、スペーサ３０は高さ約１．４ｍｍに形成されている。グリッド表面と平行な方向に沿ったスペーサ３０の断面は、ほぼ楕円形に形成されている。隣り合うスペーサ３０間の高さの差は５μｍ以内、かつ全スペーサの高さのばらつきは０．１ｍｍ以内に形成されている。また、隣り合う第２スペーサ３０ｂ間の高さの差が５μｍ以内、かつ全第２スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内に形成されている。
スペーサ３０の各々は、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成されている。ここでは、各スペーサ３０は、第２基板１２に当接した先端部３１ａが軟化温度の高い第１材料で形成され、他の部分、つまり、支持基板２４から先端部まで延びたベース部３１ｂが第１材料よりも軟化温度の低い第２材料で形成されている。第１および第２材料としては、絶縁性物質としてガラスを含有した材料が用いられている。
前記のように構成されたスペーサ構体２２は、グリッド２４が第１基板１０に面接触し、スペーサ３０の延出端が第２基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
第４の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。第４の実施形態に係るＳＥＤおよびそのスペーサ構体は前述した実施形態に係る製造方法と同様の製造方法によって製造することができる。そして、第４の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
スペーサの径や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。スペーサ形成材料の充填条件は必要に応じて種々選択可能である。また、この発明は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いたものに限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた画像表示装置にも適用可能である。
この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。 図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの斜視図。 前記ＳＥＤを拡大して示す断面図。 前記ＳＥＤにおけるスペーサ構体の一部を拡大して示す断面図。 前記スペーサ構体の製造に用いるグリッドおよび成形型を示す断面図。 前記成形型を拡大して示す断面図。 前記成形型に第１材料および第２材料を充填した状態でＵＶ照射する工程を示す断面図。 前記成形型およびグリッドを密着させた組立体を示す断面図。 前記成形型を離型した状態を示す断面図。 前記スペーサ構体の押圧工程を示す断面図。 この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤの一部を拡大して示す断面図。 第２の実施形態において、前記成形型に第２材料を充填した状態を示す断面図。 第２の実施形態において、前記成形型およびグリッドを密着させた組立体を示す断面図。 第２の実施形態において、グリッドおよび第２材料に第１材料をスプレーする工程を示す断面図。 第２の実施形態において、スペーサ構体の押圧工程を示す断面図。 この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤの一部を拡大して示す断面図。 第３の実施形態において、前記成形型にスペーサ形成材料を充填した状態を示す断面図。 第３の実施形態において、前記成形型およびグリッドを密着させた組立体を示す断面図。 第３の実施形態において、スペーサ構体の押圧工程を示す断面図。 この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤの一部を拡大して示す断面図。
符号の説明
１０…第１基板、 １２…第２基板、 １４…側壁、 １５…真空外囲器、
１６…蛍光体スクリーン、 １８…電子放出素子、 ２２…スペーサ構体、
２４…グリッド、 ２６…電子ビーム通過孔、 ３０…スペーサ、
３０ａ…第１スペーサ、 ３０ｂ…第２スペーサ、 ４６ａ…第１材料、
４６ｂ…第２材料、 ５０…押圧板

Claims (13)

  1. 画像表示面が形成された第１基板と、
    前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、
    それぞれ絶縁物質で形成され前記第１および第２基板の間に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサとを備え、前記各スペーサは、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成され、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部は軟化温度の高い材料で形成されている画像表示装置。
  2. 画像表示面が形成された第１基板と、
    前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、
    それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、
    それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備え、前記各スペーサは、軟化温度の異なる少なくとも２種類の材料により形成され、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部は軟化温度の高い材料で形成されている画像表示装置。
  3. 前記グリッドは、前記第１基板に対向した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面とを有し、前記スペーサは、前記第１表面上に立設されているとともに前記第１基板に当接した端部を有した複数の第１スペーサと、前記第２表面上に立設されているとともに前記第２基板に当接した端部を有した複数の第２スペーサと、を備えている請求項２に記載の画像表示装置。
  4. 前記グリッドは、前記第１基板に当接した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面とを有し、前記スペーサは、前記第２表面上に立設され前記第２基板に当接した端部を有している請求項２に記載の画像表示装置。
  5. 前記各スペーサは柱状に形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  6. 前記各スペーサは第１材料およびこの第１材料よりも軟化温度の低い第２材料で形成され、前記各スペーサは、前記第２材料により柱状に形成されたベース部と、前記第１材料により形成され前記ベース部の外面を被覆した被覆層と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
  7. 前記各スペーサは柱状に形成され、前記第１および第２基板と直交する方向に沿ったスペーサの長さをスペーサの高さとした場合、隣り合うスペーサ間の高さの差が５μｍ以内、かつ全スペーサの高さのばらつきが０．１ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
  8. 画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記第１および第２基板の間に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサとを備えた画像表示装置の製造方法において、
    複数の有底のスペーサ形成孔を有した成形型を用意し、
    前記成形型の各スペーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高い第１材料を前記スペーサ形成孔の体積未満の量だけ充填し、
    前記第１材料が充填された前記成形型の各スペーサ形成孔に、ガラスを含み前記第１材料の軟化温度よりも低い軟化温度を有した第２材料を充填し、
    前記充填された第１および第２材料を硬化させた後、前記成形型から離型し、
    前記離型された第１および第２材料を焼成して複数のスペーサを形成し、
    前記焼成された複数のスペーサを前記第１材料の軟化温度未満でかつ前記第２材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、前記複数のスペーサの先端に当接した押圧板により、前記複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
  9. 画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備えた画像表示装置の製造方法において、
    複数の電子ビーム通過孔を備えた板状のグリッド、および複数の有底のスペーサ形成孔を有した成形型を用意し、
    前記成形型の各スペーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高い第１材料を前記スペーサ形成孔の体積未満の量だけ充填し、
    前記第１形成材料が充填された前記成形型の各スペーサ形成孔に、ガラスを含有し前記第１材料の軟化温度よりも低い軟化温度を有した第２材料を充填し、
    前記充填された第１および第２材料を硬化させた後、前記成形型から離型し前記第２材料側が前記グリッドに接合した状態で前記グリッド上に配置し、
    前記グリッド上に配置された第１および第２材料を焼成して複数のスペーサを形成し、
    前記焼成された複数のスペーサを前記第１材料の軟化温度未満でかつ前記第２材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、前記複数のスペーサの先端に当接した押圧板により、前記複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
  10. 画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備えた画像表示装置の製造方法において、
    複数の電子ビーム通過孔を備えた板状のグリッド、および複数の有底のスペーサ形成孔を有した成形型を用意し、
    前記成形型の各スペーサ形成孔に、ガラスを含有し軟化温度の低い第２材料を充填し、
    前記充填された第２材料を硬化させた後、前記成形型から離型し前記グリッドに接合した状態で前記グリッド上に配置し、
    ベース部の外面を、ガラスを含有し前記第２材料の軟化温度よりも高い軟化温度を有した第１材料により被覆し、焼成して複数のスペーサを形成し、
    前記スペーサを前記第１材料の軟化温度未満でかつ前記第２材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、前記複数のスペーサの先端に当接した押圧板により、前記複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
  11. 画像表示面が形成された第１基板と、前記第１基板と所定の隙間を置いて対向配置されているとともに前記画像表示面を励起する複数の電子放出源が設けられた第２基板と、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有し、前記第１および第２基板に対向して第１および第２基板間に設けられた板状のグリッドと、それぞれ絶縁物質で形成され前記グリッド上に設けられているとともに、前記第１基板および第２基板の少なくとも一方に当接した端部を有し、前記第１および第２基板に作用する大気圧荷重を支持する複数のスペーサと、を備えた画像表示装置の製造方法において、
    複数の電子ビーム通過孔を備えた板状のグリッドを用意し、
    ガラスを含有したスペーサ形成材料により前記グリッド上に複数のスペーサを形成し、
    前記スペーサを前記スペーサ形成材料の軟化温度以上の温度に加熱した状態で、絶縁性の剥離剤が塗布された押圧板を前記複数のスペーサの先端に当接させ、この押圧板により複数のスペーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
  12. 前記第１および第２材料として、紫外線硬化性を有した絶縁性ガラスペーストを用い、前記第１および第２材料の硬化は、紫外線を照射して硬化することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像表示装置の製造方法。
  13. 前記スペーサの押圧は、２枚の押圧板間に前記スペーサおよび所定厚さの隙間規制部材を配置し、前記スペーサ部材を前記２枚の押圧板間に挟持することを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
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