JP2006054151A - 画像表示装置の製造方法および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能な画像表示装置の製造方法、および画像表示装置を提供する。
【解決手段】 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４０を有した成形型３６を用意し、成形型の各スペーサ形成孔にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填する。スペーサ形成材料４６を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が第１基板を構成するガラス基板に対向した状態で、ガラス基板に密着させる。この状態で、スペーサ形成材料を硬化させた後、スペーサ形成材料をガラス基板上に残して成形型を離型する。ガラス基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれガラス基板に固着された複数のスペーサを形成する。
【選択図】 図６

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スペーサとを備えた画像表示装置の製造方法および画像表示装置に関する。

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色の蛍光体層およびメタルバック層が形成され、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。

前記のような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、１０^−４Ｐａ程度の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基板と第２基板間は真空であるため、第１基板、第２基板に対し大気圧が作用する。そこで、これらの基板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。

スペーサを第１基板および第２基板の全面に渡って配置するためには、第１基板の蛍光体、第２基板の電子放出素子に接触しないように、極めて薄い板状、あるいは極めて細い柱状のスペーサが必要となる。これらのスペーサは、電子放出素子の極めて近くに設置せざるを得ないため、スペーサとして絶縁体材料を使用しなければならない。同時に、第１基板および第２基板の薄板化を検討した場合、一層多くのスペーサが必要となる。

通常、独立スペーサを配置する場合、スペーサを形成した後、フリットガラス等の接着剤を用いて各スペーサを基板の蛍光体層間、あるいは電子放出素子間を狙って固定する方法が用いられている。あるいは、電子ビームの通過する孔が予め形成された金属板に多数のスペーサを高い位置精度で形成し、この金属板上に形成されたスペーサを第１基板または第２基板に位置合わせする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−２７２９２７号公報

しかしながら、前者の方法の場合、多数のスペーサを接着剤により１つずつ基板上に固定していくことは量産向きでなく、製造コストも割高となる。また、接着剤を用いた場合、製造時の熱工程において生じるスペーサの剥離、接着剤のはみ出しに起因した電界の乱れ、蛍光体の汚染等が問題となる。後者の方法では、多数のスペーサを基板に対し一括して位置合わせすることができる反面、第１および第２基板に加えて、スペーサ支持用の支持基板を設ける必要があり、部品点数の増加、構造の複雑化を招く。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能な画像表示装置の製造方法、および画像表示装置を提供することにある。

上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の製造方法は、蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、この第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填し、前記スペーサ形成材料を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が前記第１基板を構成するガラス基板に対向した状態で、前記ガラス基板に密着させ、前記成形型を前記ガラス基板に密着させた状態で前記スペーサ形成材料を硬化させた後、前記スペーサ形成材料をガラス基板上に残して前記成形型を離型し、前記ガラス基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれ前記ガラス基板に固着された複数のスペーサを形成することを特徴としている。

この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、この第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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と、前記蛍光面が形成された第１基板とを用意し、前記成形型の各スペーサ形成孔にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填し、前記スペーサ形成材料を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が前記第１基板の遮光層と対向した状態で、前記第１基板に密着させ、前記成形型を前記第１基板に密着させた状態で前記スペーサ形成材料を硬化させた後、前記スペーサ形成材料を第１基板上に残して前記成形型を離型し、前記第１基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれ前記遮光層上に固着された複数のスペーサを形成することを特徴としている。

この発明の態様に係る画像表示装置は、蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、前記第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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、前記複数のスペーサは、ガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより前記第１基板の内面に直接固着して形成されている。

この発明の他の態様に係る画像表示装置は、蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、前記第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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、前記複数のスペーサは、ガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより前記第１基板の遮光層上に直接固着して形成されている。

この発明によれば、支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能な画像表示装置の製造方法、および画像表示装置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ＳＥＤに適用した第１の実施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１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器１５を構成している。

第１基板１０の内面には蛍光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。蛍光体スクリーン１６は、後述するように、赤、緑、青に発光する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂとマトリックス状の遮光層１１とを有している。蛍光体スクリーン１６上には、例えば、アルミニウムを主成分とするメタルバック１７が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッタ膜１９が形成されている。

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一対の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を駆動する多数本の配線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３および図４に示すように、第１基板１０の内面に設けられた蛍光体スクリーン１６において、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ矩形状に形成されている。第１基板１０の長手方向を第１方向Ｘ、これと直交する幅方向を第２方向Ｙとした場合、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、第１方向Ｘに所定の隙間をおいて交互に配列され、第２方向に同一色の蛍光体層が所定の隙間をおいて配列されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ対応する電子放出素子１８と対向して位置している。蛍光体スクリーン１６は黒色の遮光層１１を有し、この遮光層は、第１基板１０の周縁部に沿って延びた矩形枠部、および矩形枠部の内側で蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの間をマトリックス状に延びたマトリックス部を有している。

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の間に配設された多数のスペーサ３０を備えている。これらのスペーサ３０は柱状に形成され、第１基板１０の内面に一体的に立設されている。すなわち、スペーサ３０は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより、第１基板１０の表面上に直接固着して形成されている。

各スペーサ３０は、第２方向Ｙに隣合う蛍光体層間で遮光層１１と対応する位置に立設されている。スペーサ３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、第１基板１０側の基端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。第１基板１０と内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。
第１基板１０に立設された複数のスペーサ３０は、延出端が第２基板１２の内面に当接することにより、第１および第２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に例えば、８ｋＶのアノード電圧を印加し、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へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の対応する蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。

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、第１基板１０およびスペーサ３０の製造方法について説明する。
図５に示すように、まず、第１基板１０として所定寸法のガラス基板、および第１基板よりも僅かに小さな寸法を有した矩形板状の成形型を用意する。成形型３６は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明ポリエチレンテレフタレートを主体とした透明シリコン等により平坦な板状に形成されている。成形型３６は、第１基板１０の一表面に当接する平坦な当接面４１ａと、スペーサ３０を成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０と、を有している。スペーサ形成孔４０はそれぞれ成形型３６の当接面４１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。各スペーサ形成孔４０は、スペーサ３０に対応した寸法に形成されている。

続いて、成形型３６のスペーサ形成孔４０にスペーサ形成材料４６を充填する。スペーサ形成材料４６としては、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た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。

続いて、図６に示すように、第１基板１０に対して成形型３６を位置決めし、当接面４１を第１基板の表面に密着させる。これにより、第１基板１０および成形型３６からなる組立体を構成する。次いで、充填されたスペーサ形成材料４６に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて第１基板１０および成形型３６の外面側から２０００ｍＪの紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料４６をＵＶ硬化させる。その際、成形型３６は、紫外線透過材料としての透明なシリコンで形成されている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料４６に直接、および成形型３６を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料４６をその内部まで確実に硬化させることができる。

その後、図７に示すように、硬化したスペーサ形成材料４６を第１基板１０上に残すように、成形型３６を第１基板１０から剥離する。次に、スペーサ形成材料４６が設けられた第１基板１０を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料４６を本焼成しガラス化する。これにより、第１基板１０の表面上に多数のスペーサ３０が一括して形成される。そして、各スペーサ３０は、スペーサ形成材料自身の接着力により、第１基板１０の表面に直接固着し、第１基板と一体的に作り込まれる。

次いで、図８に示すように、スペーサ３０が立設されている第１基板１０の表面上に、インクジェットにより、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を順次印刷形成し、蛍光体スクリーン１６を形成する。この場合、スペーサ３０を汚染しないように、例えば、印字ヘッド４７から第１基板１０に向けてインクを噴射し、蛍光体スクリーン１６を形成する。

続いて、図９に示すように、各スペーサ３０の延出端を覆うマスク５０、例えば板状あるいはメッシュ状の金属マスク、を配置した後、蛍光体スクリーン１６上に例えば、アルミニウム等を蒸着し、メタルバック１７を成膜する。この際、各スペーサ３０はマスク５０により覆われているため、スペーサを汚染することなくメタルバック１７を形成することができる。

一方、ＳＥＤの製造においては、別途、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を用意しておく。続いて、上記のようにして得られた第１基板１０、および第２基板１２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気する。図１０に示すように、各スペーサ３０の延出端をマスク５０あるいはゲッタ用の別のマスクにより覆った状態で、第１基板１０のメタルバック１７に重ねてゲッタを飛ばし、ゲッタ膜１９を形成する。この際、各スペーサ３０はマスク５０により覆われているため、スペーサを汚染することなくゲッタ膜１９を形成することができる。

ゲッタ膜の形成後、スペーサ３０からマスク５０を除去する。その後、真空雰囲気中で、側壁１４を介して第１基板１０と第２基板１２とを互いに接合する。これにより、スペーサ３０を備えたＳＥＤが製造される。

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、成形型およびスペーサ形成材料をも言いタ一括形成法により、基板上に直接スペーサを形成し、その後、スペーサ形成材料を焼成、ガラス化してスペーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなく、多数のスペーサを基板上に直接固着して形成することができる。従って、支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能となる。同時に、量産化および製造コストの低減が可能なＳＥＤおよびその製造方法が得られる。

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、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２の間に配設された多数のスペーサ３０を備えている。第２の実施形態によれば、スペーサ３０は、第１基板１０の蛍光体スクリーン１６上に一体的に立設されている。すなわち、スペーサ３０は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより、蛍光体スクリーン１６の遮光層１１に直接固着して形成されている。スペーサ３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、第１基板１０側の基端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。第１基板１０と内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。
ＳＥＤの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。

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、第１基板１０およびスペーサ３０の製造方法について説明する。
図１２に示すように、まず、第１基板１０として所定寸法のガラス基板、および第１基板よりも僅かに小さな寸法を有した矩形板状の成形型を用意する。成形型３６は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明ポリエチレンテレフタレートを主体とした透明シリコン等により平坦な板状に形成されている。成形型３６は、第１基板１０の一表面に当接する平坦な当接面４１ａと、スペーサ３０を成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０と、を有している。スペーサ形成孔４０はそれぞれ成形型３６の当接面４１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。各スペーサ形成孔４０は、スペーサ３０に対応した寸法に形成されている。

次いで、通常の方法により、第１基板１０の一方の表面上に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂおよび遮光層１１を有した蛍光体スクリーン１６を形成する。その後、成形型３６のスペーサ形成孔４０にスペーサ形成材料４６を充填する。スペーサ形成材料４６としては、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た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１３に示すように、第１基板１０に対して成形型３６を位置決めし、当接面４１を蛍光体スクリーン１６に密着させる。この際、スペーサ形成孔４０がそれぞれ遮光層１１と対向するように成形型３６を位置決めする。これにより、第１基板１０および成形型３６からなる組立体を構成する。

次いで、充填されたスペーサ形成材料４６に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて第１基板１０および成形型３６の外面側から２０００ｍＪの紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料４６をＵＶ硬化させる。その際、成形型３６は、紫外線透過材料としての透明なシリコンで形成されている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料４６に直接、および成形型３６を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料４６をその内部まで確実に硬化させることができる。

続いて、図１４に示すように、硬化したスペーサ形成材料４６を蛍光体スクリーン１６上に残すように、成形型３６を第１基板１０から剥離する。次に、スペーサ形成材料４６が設けられた第１基板１０を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料４６を本焼成しガラス化する。これにより、第１基板１０の蛍光体スクリーン１６上に多数のスペーサ３０が一括して形成される。そして、各スペーサ３０は、スペーサ形成材料自身の接着力により、遮光層１１に直接固着し、第１基板と一体的に作り込まれる。

その後、図１５に示すように、各スペーサ３０の延出端を覆うマスク５０、例えば板状あるいはメッシュ状の金属マスク、を配置した後、蛍光体スクリーン１６上に例えば、アルミニウム等を蒸着し、メタルバック１７を成膜する。この際、各スペーサ３０はマスク５０により覆われているため、スペーサを汚染することなくメタルバック１７を形成することができる。

ＳＥＤの製造においては、別途、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を用意しておく。続いて、上記のようにして得られた第１基板１０、および第２基板１２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気する。

図１６に示すように、各スペーサ３０の延出端をマスク５０あるいはゲッタ用の別のマスクにより覆った状態で、第１基板１０のメタルバック１７に重ねてゲッタを飛ばし、ゲッタ膜１９を形成する。この際、各スペーサ３０はマスク５０により覆われているため、スペーサを汚染することなくゲッタ膜１９を形成することができる。ゲッタ膜の形成後、スペーサ３０からマスク５０を除去する。その後、真空雰囲気中で、側壁１４を介して第１基板１０と第２基板１２とを互いに接合する。これにより、スペーサ３０を備えたＳＥＤが製造される。

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、成形型およびスペーサ形成材料をも言いタ一括形成法により、基板上に直接スペーサを形成し、その後、スペーサ形成材料を焼成、ガラス化してスペーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなく、多数のスペーサを蛍光体スクリーン上に直接固着して形成することができる。従って、支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能となる。同時に、量産化および製造コストの低減が可能なＳＥＤおよびその製造方法が得られる。

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１７に示すように、ＳＥＤは、第１基板１０および第２基板１２の間に配設された多数のスペーサ３０を備えている。第３の実施形態によれば、スペーサ３０は、第１基板１０のメタルバック１７上に一体的に立設されている。すなわち、第１基板１０の内面には蛍光体スクリーン１６が形成され、この蛍光体スクリーンに重ねてアルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。スペーサ３０は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより、メタルバック１７上に直接固着して形成されている。

スペーサ３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、第１基板１０側の基端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。第１基板１０と内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。
ＳＥＤの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。

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、第１基板１０およびスペーサ３０の製造方法について説明する。
図１８に示すように、まず、第１基板１０として所定寸法のガラス基板を用意する。そして、通常の方法により、第１基板１０の一方の表面上に蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂおよび遮光層１１を有した蛍光体スクリーン１６を形成する。この蛍光体スクリーン１６上に例えばアルミニウムを蒸着し、メタルバック１７を形成する。

次いで、第１基板１０よりも僅かに小さな寸法を有した矩形板状の成形型を用意する。成形型３６は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明ポリエチレンテレフタレートを主体とした透明シリコン等により平坦な板状に形成されている。成形型３６は、第１基板１０の一表面に当接する平坦な当接面４１ａと、スペーサ３０を成形するための多数の有底のスペーサ形成孔４０と、を有している。スペーサ形成孔４０はそれぞれ成形型３６の当接面４１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。各スペーサ形成孔４０は、スペーサ３０に対応した寸法に形成されている。

次に、成形型３６のスペーサ形成孔４０にスペーサ形成材料４６を充填する。スペーサ形成材料４６としては、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た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１９に示すように、第１基板１０に対して成形型３６を位置決めし、当接面４１をメタルバック１７に密着させる。この際、スペーサ形成孔４０がそれぞれ蛍光体スクリーン１６の遮光層１１と対向するように成形型３６を位置決めする。これにより、第１基板１０および成形型３６からなる組立体を構成する。

次いで、充填されたスペーサ形成材料４６に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて第１基板１０および成形型３６の外面側から２０００ｍＪの紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料４６をＵＶ硬化させる。その際、成形型３６は、紫外線透過材料としての透明なシリコンで形成されている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料４６に直接、および成形型３６を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料４６をその内部まで確実に硬化させることができる。

続いて、図２０に示すように、硬化したスペーサ形成材料４６をメタルバック１７上に残すように、成形型３６を第１基板１０から剥離する。更に、スペーサ形成材料４６が設けられた第１基板１０を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料４６を本焼成しガラス化する。これにより、第１基板１０のメタルバック１７上に多数のスペーサ３０が一括して形成される。そして、各スペーサ３０は、スペーサ形成材料自身の接着力により、メタルバック１７に直接固着し、第１基板と一体的に作り込まれる。

一方、ＳＥＤの製造においては、別途、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を用意しておく。続いて、図２１に示すように、各スペーサ３０の延出端を覆うマスク５２、例えば板状の金属マスク、を配置した後、この第１基板１０および第２基板１２を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気する。

真空雰囲気中で、第１基板１０のメタルバック１７に重ねてゲッタを飛ばし、ゲッタ膜１９を形成する。この際、各スペーサ３０はマスク５２により覆われているため、スペーサを汚染することなくゲッタ膜１９を形成することができる。ゲッタ膜１９の形成後、スペーサ３０からマスク５２を除去する。その後、真空雰囲気中で、側壁１４を介して第１基板１０と第２基板１２とを互いに接合する。これにより、スペーサ３０を備えたＳＥＤが製造される。

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、成形型およびスペーサ形成材料をも言いタ一括形成法により、基板上に直接スペーサを形成し、その後、スペーサ形成材料を焼成、ガラス化してスペーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなく、多数のスペーサを蛍光体スクリーン上に直接固着して形成することができる。従って、支持基板を用いることなく、複数のスペーサを容易にかつ高い精度で設けることが可能となる。同時に、量産化および製造コストの低減が可能なＳＥＤおよびその製造方法が得られる。

なお、本発明は上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、上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。

その他、スペーサの形状、成形型やその他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施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に沿って破断した上記ＳＥＤの斜視図。 上記ＳＥＤを拡大して示す断面図。 上記ＳＥＤの第１基板を示す平面図。 上記ＳＥＤにおける第１基板およびスペーサの製造工程を示す断面図。 上記製造工程において、成形型および第１基板を密着させた組立体を示す断面図。 上記成形型を離型した状態を示す断面図。 上記第１基板上にインクジェットにより蛍光体スクリーンを形成する構成を示す断面図。 記製造工程において、第１基板上にメタルバックを形成する工程を示す断面図。 上記製造工程において、第１基板上にゲッタ膜を形成する工程を示す断面図。 この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤを拡大して示す断面図。 上記第２の実施形態に係るＳＥＤにおける第１基板およびスペーサの製造工程を示す断面図。 上記製造工程において、成形型および第１基板を密着させた組立体を示す断面図。 上記成形型を離型した状態を示す断面図。 上記製造工程において、第１基板上にメタルバックを形成する工程を示す断面図。 上記製造工程において、第１基板上にゲッタ膜を形成する工程を示す断面図。 この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤを拡大して示す断面図。 上記第３の実施形態に係るＳＥＤにおける第１基板およびスペーサの製造工程を示す断面図。 上記製造工程において、成形型および第１基板を密着させた組立体を示す断面図。 上記成形型を離型した状態を示す断面図。 上記製造工程において、第１基板上にゲッタ膜を形成する工程を示す断面図。

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、 １７…メタルバック層、 １８…電子放出素子、
１９…ゲッタ膜、 ３０…スペーサ、 ３６…成形型、 ４０…スペーサ形成孔、
４８、５０、５２…マスク、

Claims (15)

1. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、この第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填し、
   前記スペーサ形成材料を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が前記第１基板を構成するガラス基板に対向した状態で、前記ガラス基板に密着させ、
   前記成形型を前記ガラス基板に密着させた状態で前記スペーサ形成材料を硬化させた後、前記スペーサ形成材料をガラス基板上に残して前記成形型を離型し、
   前記ガラス基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれ前記ガラス基板に固着された複数のスペーサを形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 前記スペーサが形成された第１基板の表面に、インクジェットにより遮光層および蛍光体層を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
3. 前記スペーサをマスクで覆った後、前記遮光層および蛍光体層の少なくとも一部に重ねてメタルバックを成膜することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置の製造方法。
4. 前記遮光層、蛍光体層、及び、メタルバックの少なくとも一部に重ねてゲッタ膜を形成し、その後、前記スペーサのマスクを除去することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置の製造方法。
5. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、この第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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と、前記蛍光面が形成された第１基板とを用意し、
   前記成形型の各スペーサ形成孔にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填し、
   前記スペーサ形成材料を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が前記第１基板の遮光層と対向した状態で、前記第１基板に密着させ、
   前記成形型を前記第１基板に密着させた状態で前記スペーサ形成材料を硬化させた後、前記スペーサ形成材料を第１基板上に残して前記成形型を離型し、
   前記第１基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれ前記遮光層上に固着された複数のスペーサを形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
6. 前記スペーサをマスクで覆った後、前記蛍光面の少なくとも一部に重ねてメタルバックを成膜することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
7. 前記遮光層、蛍光体層、及び、メタルバックの少なくとも一部に重ねてゲッタ膜を形成し、その後、前記スペーサのマスクを除去することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の製造方法。
8. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、この第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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と、前記蛍光面が形成された第１基板とを用意し、
   前記第１基板の蛍光面に重ねてメタルバックを成膜し、
   前記成形型の各スペーサ形成孔にガラスを主成分とするスペーサ形成材料を充填し、
   前記スペーサ形成材料を充填された成形型を、そのスペーサ形成孔が前記第１基板の蛍光面と対向した状態で、前記第１基板に密着させ、
   前記成形型を前記第１基板に密着させた状態で前記スペーサ形成材料を硬化させた後、前記スペーサ形成材料を第１基板上に残して前記成形型を離型し、
   前記第１基板上のスペーサ形成材料を焼成してガラス化し、それぞれ前記メタルバック上に固着された複数のスペーサを形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
9. 前記スペーサをマスクで覆った後、前記遮光層、蛍光体層、及び、メタルバックの少なくとも一部に重ねてゲッタ膜を形成し、その後、前記スペーサのマスクを除去することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置の製造方法。
10. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、
    前記第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、
    前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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、
    前記複数のスペーサは、ガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより前記第１基板の内面に直接固着して形成されている画像表示装置。
11. 前記蛍光面は、前記複数のスペーサ間で前記第１基板の内面上に設けられている請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記複数のスペーサ間で前記蛍光面に重ねて設けられたメタルバックを備えている請求項１１に記載の画像表示装置。
13. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面が形成された第１基板と、
    前記第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、
    前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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、
    前記複数のスペーサは、ガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより前記第１基板の遮光層上に直接固着して形成されている画像表示装置。
14. 前記複数のスペーサ間で前記蛍光面に重ねて設けられたメタルバックを備えている請求項１３に記載の画像表示装置。
15. 蛍光体層および遮光層を含む蛍光面と、この蛍光面に重ねて形成されたメタルバックとが設けられた第１基板と、
    前記第１基板と隙間をおいて対向配置されているとともに前記蛍光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、
    前記第１基板と第２基板との間に設けられ前記第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、
    前記複数のスペーサは、ガラスを主成分とするスペーサ形成材料を焼成してガラス化することにより前記第１基板のメタルバック上に直接固着して形成されている画像表示装置。

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