WO2005066996A1 - 画像表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

明 細 書

画像表示装置およびその製造方法

技術分野

[0001] 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ぺーサと、を備 えた画像表示装置およびその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 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'ェミッション '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。

[0003] 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!、る。

[0004] 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。例えば、特開 2001— 272926号公 報には、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ぺ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。

[0005] 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力 放出される電子をカロ 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。しカゝしながら、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、 1一 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 力 S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。

[0006] 放電無く高い電圧を維持できる様にするためには、スぺーサと第 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、第 1基板と第 2基板との間には多数のスぺ ーサが設けられているため、全てのスぺーサについて高さを均一とし基板とのギヤッ プを無くすことは難しい。また、多数のスぺーサを形成した後、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。 発明の開示

[0007] 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。

[0008] 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ぺーサとを備え、前記各スぺーサ 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ィ匕温度の高い材料で形成されている [0009] 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支持基板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記 支持基板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 る複数のスぺーサと、を備え、前記各スぺーサは、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 端部は軟ィ匕温度の高 、材料で形成されて 、る。

[0010] 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ぺーサとを備えた画像表示装置の製造方法にお いて、

複数の有底のスぺーサ形成孔を有した成形型を用意し、前記成形型の各スぺーサ 形成孔の底部に、ガラスを含有し軟ィヒ温度の高 、第 1材料を前記スぺーサ形成孔の 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ぺーサ形 成孔に、ガラスを含み前記第 1材料の軟化温度よりも低!、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ぺーサを形成し、前記焼 成された複数のスぺーサを前記第 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、前記複数のスぺーサの先端に当接した押圧 板により、前記複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形する。

[0011] 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支持基板と、それぞれ絶縁物質で 形成され前記支持基板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ぺーサと、を備えた画像表示装置の製造方法にお!、て、 複数の電子ビーム通過孔を備えた板状の支持基板、および複数の有底のスぺー サ形成孔を有した成形型を用意し、前記成形型の各スぺーサ形成孔の底部に、ガラ スを含有し軟ィ匕温度の高い第 1材料を前記スぺ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ぺーサ形成孔に、ガラスを 含有し前記第 1材料の軟化温度よりも低!ゝ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 側が前記支持基板に接合した状態で前記支持基板上に配置し、前記支持基板上に 配置された第 1および第 2材料を焼成して複数のスぺーサを形成し、前記焼成された 複数のスぺーサを前記第 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、前記複数のスぺーサの先端に当接した押圧板により、 前記複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形する。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、この発明の第 1実施形態に係る SEDを示す斜視図。

[図 2]図 2は、図 1の線 II IIに沿って破断した前記 SEDの斜視図。

[図 3]図 3は、前記 SEDを拡大して示す断面図。

[図 4]図 4は、前記 SEDにおけるスぺーサ構体の一部を拡大して示す断面図。

[図 5]図 5は、前記スぺ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

[図 6A]図 6Aは、前記成形型を拡大して示す断面図。

[図 6B]図 6Bは、前記成形型を拡大して示す断面図。

[図 7]図 7は、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。 [図 8]図 8は、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。

[図 9]図 9は、前記成形型を離型した状態を示す断面図。

[図 10]図 10は、前記スぺーサ構体の押圧工程を示す断面図。

[図 11]図 11は、この発明の第 2実施形態に係る SEDの一部を拡大して示す断面図。

[図 12A]図 12Aは、前記第 2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。

[図 12B]図 12Bは、前記第 2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。

[図 13]図 13は、前記第 2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。

[図 14]図 14は、前記第 2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。

[図 15]図 15は、前記第 2実施形態において、スぺーサ構体の押圧工程を示す断面 図。

[図 16]図 16は、この発明の第 3実施形態に係る SEDの一部を拡大して示す断面図。

[図 17A]図 17Aは、前記第 3実施形態において、前記成形型にスぺーサ形成材料を 充填した状態をそれぞれ示す断面図。

[図 17B]図 17Bは、前記第 3実施形態において、前記成形型にスぺーサ形成材料を 充填した状態をそれぞれ示す断面図。

[図 18]図 18は、前記第 3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。

[図 19]図 19は、前記第 3実施形態において、スぺーサ構体の押圧工程を示す断面 図。

[図 20]図 20は、この発明の第 4実施形態に係る SEDの一部を拡大して示す断面図。 発明を実施するための最良の形態

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 SEDに適用した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. Omm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 1 4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。

[0014] 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、アルミニウム等力もなるメタル ノ ック 17およびゲッタ膜 19が順に積層されている。

[0015] 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 1 8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。

[0016] 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。

[0017] 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 れたスぺーサ構体 22を備えている。本実施の形態において、スぺーサ構体 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力もなるグリッド 24と、グ リツドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスぺーサと、で構成されている。

[0018] 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。 [0019] 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、 Fe

3

O、 NiFe O力 なる酸化膜が形成されている。グリッド 24の表面 24a、 24b、並び

4 2 4

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。

[0020] グリッド 24の第 1表面 24a上には複数の第 1スぺーサ 30aがー体的に立設され、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スぺーサ 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。

[0021] グリッド 24の第 2表面 24b上には複数の第 2スぺーサ 30bがー体的に立設され、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スぺーサ 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スぺーサ 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スぺーサ 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。

[0022] 図 3および図 4に示すように、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの各々は、グリッド 2 4側から延出端に向力つて径が小さくなつた先細テーパ状に形成されている。例えば 、各第 1スぺーサ 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 X 2mm、延出端の径が約 0. 2mm X 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 hiが約 0. 6mmに形成されている。各第 2ス ぺーサ 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 X 2mm、延出端の径が約 0. 2mm X 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 ぺーサ構体 22全体の高さ Hは 1. 52mmに形成されている。

[0023] 隣り合う第 1スぺーサ 30a間の高さの差は 5 μ m以内、かつ全第 1スぺーサの高さの 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スぺーサ 30b間の高さ の差が 5 m以内、かつ全第 2スぺーサの高さのばらつきが 0. 1mm以内に形成され ている。

[0024] 第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの各々は、軟ィ匕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スぺーサ 30aは、第 1基板 10に当接した 先端部 31aが軟ィ匕温度の高い第 1材料で形成され、他の部分、つまり、ベース部 31 bが第 1材料よりも軟ィ匕温度の低い第 2材料で形成されている。同様に、各第 2スぺー サ 30bは、第 2基板 12に当接した先端部 31aが軟ィ匕温度の高い第 1材料で形成され 、ベース部 31bが第 1材料よりも軟ィ匕温度の低い第 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！/、る。

[0025] 前記のように構成されたスぺーサ構体 22は第 1基板 10および第 2基板 12間に配 設されている。第 1および第 2スぺーサ 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 、る。

[0026] 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 lOkVの電圧を印 加する。 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ァノ 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。

[0027] 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、スぺ 一サ構体 22の製造方法にっ 、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 2 6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。 [0028] 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スぺーサ 30aを成形 するための多数の有底のスぺーサ形成孔 40aと、を有している。スぺーサ形成孔 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スぺーサ 30bを成形 するための多数の有底のスぺーサ形成孔 40bと、を有している。スぺーサ形成孔 40 b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。

[0029] 続いて、上型 36aのスぺーサ形成孔 40aおよび下型 26bのスぺーサ形成孔 40bに スぺーサ形成材料を充填する。スぺ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、軟ィ匕温度が 585°C、焼 成温度 580°C X 30分のガラスペーストを用いる。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、軟ィ匕温度が 550°C、 焼成温度 550°C X 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。

[0030] 図 6A、図 6Bに示すように、まず、上型 36aの各スぺーサ形成孔 40aの底部に、ス ぺーサ形成孔 40aの体積の約 20%の量だけ第 1材料 46aを充填し、続いて、スぺー サ形成孔 40aに第 2材料 46bを充填してスぺーサ形成孔 40aを満たす。同様に、下 型 36bの各スぺーサ形成孔 40bの底部に、スぺーサ形成孔 40bの体積の約 20%の 量だけ第 1材料 46aを充填し、続いて、スぺーサ形成孔 40bに第 2材料 46bを充填し てスぺーサ形成孔 40bを満たす。

[0031] 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スぺーサ 30a、 30 bを形成する。

[0032] 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スぺーサの基端面、並びに、グリッド 24のスぺーサ立設位置に、ディスぺ 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スぺーサ 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スぺーサ 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 4 lb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のスぺーサ形成孔 40aと下型 36bのスぺーサ形成孔 40bとは、グリッド 24を挟ん で対向して配列されている。

[0033] 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スぺーサ 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。

[0034] その後、図 9に示すように、硬化した第 1および第 2スぺーサ 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スぺーサ 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内力もバインダを飛ばした後、 580°Cで 30分、本焼成する。

[0035] 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 50 a、 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、 a = 8 X 10- 6Z°Cのガラス板を選択する。

[0036] 次に、グリッド 24上に立設された第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを 2枚の押圧板 50a、 50b間に挟持し、第 1スぺーサ 30aの先端を押圧板 50aに、また、第 2スぺーサ 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 とするスぺ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スぺーサ 30a、 30bの高さとグリッド 24の厚さとを合計した高さ H力も圧 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

[0037] その後、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを第 1材料 46aの軟化温度未満でかつ 第 2材料 46bの軟ィ匕温度以上の温度、例えば 550°C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スぺーサ 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スぺー 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 スぺーサ 30aは共通の高さに成形され、同時に、複数の第 2スぺーサ 30bは共通の 高さに成形される。

[0038] 続いて、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを冷却して再び硬化させた後、押圧板 5 0a、 50bを取外す。なお、上記の押圧工程では、第 2材料 46bのみが軟ィ匕し、押圧 板 50a、 50bに当接した第 1および第 2スぺーサの先端部を形成している第 1材料 46 aは軟ィ匕していない。そのため、スぺーサ先端部と押圧板 50a、 50bとが接着してしま うことがなぐ押圧板 50a、 50bを容易に、かつ、第 1および第 2スぺーサを損傷するこ 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スぺーサ 30a、 30bが作り込まれ たスぺーサ構体 22が得られる。隣り合う第 1スぺーサ 30a間の高さの差は 5 μ m以内 、かつ全第 1スぺーサの高さのばらつきが 0. 1mm以内に形成されている。隣り合う 第 2スぺーサ 30b間の高さの差は 5 μ m以内、かつ全第 2スぺ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ぺーサ構体では 、第 1および第 2スぺ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となりスぺーサ高さのばらつきが大幅に低減している。

[0039] 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 れたスぺーサ構体 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 1 0、第 2基板 12、およびスぺーサ構体 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、 スぺーサ構体 22を備えた SEDが製造される。

[0040] 上記のように構成された SEDおよびスぺーサの高さバラツキ制御を行って!/、な!/、S ED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 lOkV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力つた。

[0041] 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スぺーサ 30aおよ び第 2スぺーサ 30bの高さのバラツキを無くし、第 1スぺーサと第 1基板との隙間、並 びに、第 2スぺーサと第 2基板との隙間を大幅に低減することができる。従って、スぺ 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。スぺ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ぐ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。

[0042] 次に、この発明の第 2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スぺーサ 30a、 30bの各々は、軟ィ匕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スぺーサ 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 3 lcは、第 2材料より軟ィ匕温度の高い第 1材料で形成されている。

[0043] 同様に、各第 2スぺーサ 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は軟ィ匕温度の低い第 2材料で形成され、被覆層 31cは、第 2材料 より軟ィ匕温度の高い第 1材料で形成されている。

[0044] 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 、る。

第 2実施形態において、他の構成は前述した第 1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実施形態において、スぺーサ構体 22を製造する場合、前述した第 1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。

[0045] 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、グリツ ド 24に当接される平坦な当接面 41aと、第 1スぺーサ 30aを成形するための多数の 有底のスぺーサ形成孔 40aと、を有している。スぺーサ形成孔 40aはそれぞれ上型 3 6a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スぺーサ 30bを成形するための多数の有 底のスぺーサ形成孔 40bと、を有している。スぺーサ形成孔 40bはそれぞれ下型 36 b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。

[0046] 続いて、図 12A、図 12Bに示すように、上型 36aのスぺーサ形成孔 40aおよび下型 26bのスぺーサ形成孔 40bにそれぞれスぺーサ形成材料として第 2材料 46bを充填 し、各スぺーサ形成孔を第 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、軟ィ匕温度が 550°C、焼成 温度 550°C X 30分のガラスペーストを用いる。

[0047] 次いで、例えば、紫外線ランプにより、上型 36a、下型 36bの両面側力も紫外線 (U V)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、紫外線ランプカゝら照射された紫 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、スぺーサのべ一 ス部 3 lbを形成する。

[0048] 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べ ース部 3 lbの基端面、並びに、グリッド 24のスぺーサ立設位置に、デイスペンサある 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 3 lb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のスぺー サ形成孔 40aと下型 36bのスぺーサ形成孔 40bとは、グリッド 24を挟んで対向して配 列されている。

[0049] この組立体 42を両面側力も押圧し、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。

[0050] 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 3 6b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よりも軟ィ匕温度 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材料力もなる厚さ 1一 50 m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、軟ィ匕温度が 585°C、焼成温度 580°C X 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。

[0051] 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内力もバインダを飛ばした後、 580°C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スぺーサ 30aおよび第 2スぺーサ 30bがー体的に形成される。

[0052] その後、図 15に示すように、前述した第 1実施形態と同様の平坦な 2枚の押圧板 5 Oa、 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スぺーサ 30a 、 30bを 2枚の押圧板 50a、 50b間に挟持し、第 1スぺーサ 30aの先端を押圧板 50a に、また、第 2スぺーサ 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、目標とするスぺ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スぺーサ 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。

[0053] 更に、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを第 1材料 46aの軟ィ匕温度未満でかつ第 2材料 46bの軟化温度以上の温度、例えば 550°Cに加熱し、第 2材料 46bからなる ベース部 3 lbのみを軟ィ匕させる。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スぺーサ 30a、 3 Obをその高さ方向に沿って両側力も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スぺーサ 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スぺーサ 30aは共通の高さに成形され、同時に、複数の第 2ス ぺーサ 30bは共通の高さに成形される。

[0054] 続いて、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを冷却して再び硬化させた後、押圧板 5 0a、 50bを取外す。上記の押圧工程では、第 2材料 46bのみが軟ィ匕し、押圧板 50a、 50bに当接した第 1および第 2スぺーサの先端部を形成している被覆層 31cは軟ィ匕 していない。そのため、スぺーサ先端部と押圧板とが接着してしまうことがなぐ押圧 板 50a、 50bを容易に、かつ、第 1および第 2スぺーサを損傷することなく離間させる ことができる。

[0055] 以上の工程により、グリッド 24上に第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bが作り込まれ たスぺーサ構体 22が得られる。隣り合う第 1スぺーサ 30a間の高さの差は 5 μ m以内 、かつ全第 1スぺ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スぺーサ 30b間の高さの差は 5 μ m以内、かつ全第 2スぺーサの高さのばら 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ぺーサ構体 では、第 1および第 2スぺ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となりスぺーサ高さのばらつきが大幅に低減している。 その後、第 1実施形態と同様の方法により、スぺーサ構体 22を備えた SEDが製造 される。

[0056] 上記のように構成された第 2実施形態に係る SEDおよびスぺ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。高さバラッ キ制御を行っていない SEDでは、加速電圧を lOkV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力つた。

このように、第 2実施形態においても、前述した第 1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

[0057] 次に、この発明の第 3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スぺーサ 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 ぺ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 ヽる。 第 3実施形態において、他の構成は前述した第 1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。

[0058] 第 3実施形態において、スぺーサ構体 22を製造する場合、前述した第 2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 17A、図 17Bに示すように、上型 3 6aのスぺーサ形成孔 40aおよび下型 26bのスぺーサ形成孔 40bにそれぞれスぺー サ形成材料 46を充填し、各スぺーサ形成孔を満たす。スぺーサ形成材料には、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 力 50°C、焼成温度 550°C X 30分のガラスペーストを用いる。

[0059] 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、スぺーサ形成材料 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ぺーサ形成材料 46の基端面、並びに、グリツ ド 24のスぺーサ立設位置に、デイ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、硬化されたスぺーサ形成材料 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、硬化したスぺーサ形成材料 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。

[0060] 次に、硬化したスぺーサ形成材料 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。スぺーサ形成材料 46が設けられたグリッド 24を 加熱炉内で熱処理し、スぺーサ形成材料 46内力 バインダを飛ばした後、 550°C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 スぺーサ 30aおよび第 2スぺーサ 30bがー体的に形成される。

[0061] その後、図 19に示すように、前述した第 1実施形態と同様の平坦な 2枚の押圧板 5 Oa、 50bを用意する。絶縁性を有した剥離剤として、例えば、粒径 1 μ m程度の酸ィ匕 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スぺーサ 30a、 30bを 2枚の 押圧板 50a、 50b間に挟持し、第 1スぺーサ 30aの先端を押圧板 50aに、また、第 2ス ぺーサ 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、 50 b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スぺーサ 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

[0062] 更に、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを 550°Cに加熱し、スぺーサ形成材料 46 を軟ィ匕させる。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スぺーサ 30a、 30bをその高さ方 向に沿って両側力 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 ぺーサ 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スぺーサ 30aは共通の高さに成形され、同時に、複数の第 2スぺーサ 30bは共 通の高さに成形される。

[0063] 続いて、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを冷却して再び硬化させた後、押圧板 5 0a、 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 ぺーサ先端部と押圧板とが接着してしまうことがなぐ押圧板 50a、 50bを容易に、か つ、第 1および第 2スぺ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、 5 Obを分離した後、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの先端に付着した剥離剤は、サ ンドぺ一パ等を用いて除去する。

[0064] 以上の工程により、グリッド 24上に第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bが作り込まれ たスぺーサ構体 22が得られる。隣り合う第 1スぺーサ 30a間の高さの差は 5 μ m以内 、かつ全第 1スぺ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スぺーサ 30b間の高さの差は 5 μ m以内、かつ全第 2スぺーサの高さのばら 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ぺーサ構体 では、第 1および第 2スぺ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となりスぺーサ高さのばらつきが大幅に低減している。 以後、第 1実施形態と同様の方法により、スぺーサ構体 22を備えた SEDが製造さ れる。

[0065] 上記のように構成された第 3実施形態に係る SEDおよびスぺ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。高さバラッ 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スぺーサ 30aおよび第 2スぺーサ 30bの 高さのノ ツキを無くし、第 1スぺーサと第 1基板との隙間、並びに、第 2スぺーサと第 2基板との隙間を大幅に低減することができる。従って、スぺ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、スぺーサの高さば らつき低減による良い効果の方が大きぐ結果的に、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。

[0066] 前述した実施形態において、スぺーサ構体 22は、第 1および第 2スぺーサおよびグ リツドを一体的に備えた構成としたが、第 2スぺーサ 30bは第 2基板 12上に形成する 構成としてもよい。また、スぺーサ構体は、グリッドおよび第 2スぺーサのみを備え、グ リツドが直接、第 1基板に接触した構成としてもよい。

[0067] 図 20に示すように、この発明の第 4実施形態に係る SEDによれば、スぺーサ構体 2 2は、矩形状の金属板力も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ぺーサ 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。

[0068] 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力もなる高抵抗膜に より被覆されている。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。

[0069] 支持基板 24の第 2表面 24b上には複数の柱状のスぺーサ 30がー体的に立設され ている。各スぺーサ 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。スぺーサ 30の各々は、グリッド 24側か ら延出端に向力つて径が小さくなつた先細テーパ状に形成されている。例えば、スぺ 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ぺ ーサ 30の断面は、ほぼ楕円形に形成されている。隣り合うスぺーサ 30間の高さの差 は 以内、かつ全スぺ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スぺーサ 30b間の高さの差が 5 m以内、かつ全第 2スぺーサの高 さのばらつきが 0. 1mm以内に形成されている。

[0070] スぺーサ 30の各々は、軟ィ匕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、各スぺーサ 30は、第 2基板 12に当接した先端部 31aが軟ィ匕温度の 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材料よりも軟ィ匕温度の低い第 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!/ヽる。

[0071] 前記のように構成されたスぺーサ構体 22は、グリッド 24が第 1基板 10に面接触し、 スぺーサ 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。

[0072] 第 4実施形態において、他の構成は前述した第 1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およびそのスぺ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 実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

[0073] 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ぐ実施段階ではそ の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できる。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カゝ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。

[0074] スぺーサの径や高さ、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 限定されることなぐ必要に応じて適宜選択可能である。スぺ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 ヽた画像表示装置にも適用可能である。

産業上の利用可能性 この発明によれば、スぺ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。

Claims

請求の範囲

[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ぺーサと、を備え、前記 各スぺーサは、軟ィ匕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ィ匕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支持基板と、 それぞれ絶縁物質で形成され前記支持基板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ぺーサと、を備え、前記各スぺーサは 、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 ヽ材料で形成されて ヽる画像 表示装置。

[3] 前記支持基板は、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、前記スぺーサは、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スぺーサと、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スぺーサと、を備えて V、る請求項 2に記載の画像表示装置。

[4] 前記支持基板は、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、前記スぺーサは、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] 前記各スぺーサは柱状に形成されて 、る請求項 1な 、し 4の 、ずれか 1項に記載 の画像表示装置。

[6] 前記各スぺーサは第 1材料およびこの第 1材料よりも軟ィ匕温度の低い第 2材料で形 成され、前記各スぺーサは、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、を有している請求 項 5に記載の画像表示装置。

[7] 前記各スぺ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 つたスぺーサの長さをスぺーサの高さとした場合、隣り合うスぺーサ間の高さの差が 5 m以内、かつ全スぺーサの高さのばらつきが 0. 1mm以内である請求項 1ないし 4 の!、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ぺーサとを備えた 画像表示装置の製造方法であって、

複数の有底のスぺーサ形成孔を有した成形型を用意し、

前記成形型の各スぺーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高!、第 1材 料を前記スぺ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ぺーサ形成孔に、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、前記成形型力 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ぺーサを形成し、 前記焼成された複数のスぺーサを前記第 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、前記複数のスぺーサの先端に当接 した押圧板により、前記複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形 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支持基 板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記支持基板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ぺーサと、を備えた画像表示装置 の製造方法であって、

複数の電子ビーム通過孔を備えた板状の支持基板、および複数の有底のスぺー サ形成孔を有した成形型を用意し、

前記成形型の各スぺーサ形成孔の底部に、ガラスを含有し軟化温度の高!、第 1材 料を前記スぺ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ぺーサ形成孔に、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、前記成形型力 離型し前記 第 2材料側が前記支持基板に接合した状態で前記支持基板上に配置し、

前記支持基板上に配置された第 1および第 2材料を焼成して複数のスぺーサを形 成し、

前記焼成された複数のスぺーサを前記第 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、前記複数のスぺーサの先端に当接 した押圧板により、前記複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形 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支持基 板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記支持基板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ぺーサと、を備えた画像表示装置 の製造方法であって、

複数の電子ビーム通過孔を備えた板状の支持基板、および複数の有底のスぺー サ形成孔を有した成形型を用意し、

前記成形型の各スぺーサ形成孔に、ガラスを含有し軟化温度の低!、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支持基板に 接合した状態で前記支持基板上に配置し、

ベース部の外面を、ガラスを含有し前記第 2材料の軟ィ匕温度よりも高 、軟化温度を 有した第 1材料により被覆し、焼成して複数のスぺーサを形成し、

前記スぺーサを前記第 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、前記複数のスぺーサの先端に当接した押圧板により、 前記複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形する画像表示装置 の製造方法。

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支持基 板と、それぞれ絶縁物質で形成され前記支持基板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ぺーサと、を備えた画像表示装置 の製造方法であって、

複数の電子ビーム通過孔を備えた板状の支持基板を用意し、

ガラスを含有したスぺーサ形成材料により前記支持基板上に複数のスぺーサを形 成し、

前記スぺーサを前記スぺ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ぺーサの先端に当接させ、こ の押圧板により複数のスぺーサをその高さ方向に押圧し共通の高さに成形する画像 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] 前記スぺーサの押圧は、 2枚の押圧板間に前記スぺーサおよび所定厚さの隙間規 制部材を配置し、前記スぺーサ部材を前記 2枚の押圧板間に挟持する請求項 8又は

9に記載の画像表示装置の製造方法。