WO2005101449A1 - 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。

[0004] 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 開示されているように、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。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 出素子力 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 5k V以上に設定することが必要となる。

[0005] 上記構成の SEDにおいて、高い加速電圧を持った電子が蛍光面に衝突した際、 蛍光面で 2次電子および反射電子が発生する。第 1基板と第 2基板との間の空間が 狭い場合、蛍光面で発生した 2次電子および反射電子が、基板間に配設されたスぺ ーサに衝突し、その結果、スぺーサが帯電する。 SEDにおける加速電圧では、通常 、スぺーサは正に帯電する。この場合、電子放出素子力 放出された電子ビームは スぺーサに引き付けられ、本来の軌道からずれてしまう。その結果、蛍光体層に対し て電子ビームのミスランディングが発生し、表示画像の色純度が劣化すると 、う問題 がある。

[0006] スぺーサが帯電すると、スぺーサ付近では放電が発生し易くなる。特に、電子ビー ムの移動量を制御する目的で、スぺーサ表面に低抵抗の膜をコーディングした場合 などは、スぺーサからの放電がより発生し易くなる。この場合、 SEDの耐電圧特性が 劣化する虞がある。

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、スぺーサの帯電を抑制 し、耐電圧特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、第 1基板、およ びこの第 1基板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外囲器と、前記外 囲器内に設けられた複数の画素と、前記外囲器内で前記第 1基板および第 2基板の 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 ぺーサと、を備え、前記各スぺーサは、 Ra力0. 2〜0. 6 m、 Smが 0. 02〜0. 3m mの凹凸に形成された凹凸表面を有し、各スぺーサの凹凸表面には導電性物質が 被着され分断された被膜が形成されて ヽる。

[0009] この発明の他の態様に係る画像表示装置は、第 1基板、およびこの第 1基板に隙 間を置いて対向配置された第 2基板を有した外囲器と、前記外囲器内に設けられた 複数の画素と、前記外囲器内で前記第 1基板および第 2基板の間に設けられ、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スぺーサ構体と、を備え、 前記スぺーサ構体は、前記第 1および第 2基板に対向して設けられた支持基板と、 前記支持基板の少なくとも一方の表面上に立設された複数のスぺーサと、を有し、前 記各スぺーサの表面は、 Raが 0. 2〜0. 6 μ ί, Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸に开 成された凹凸表面を有し、前記凹凸表面には導電性物質が被着され分断された被 膜が形成されている。

[0010] この発明の形態に係る画像表示装置の製造方法は、第 1基板、およびこの第 1基 板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外囲器と、前記外囲器内に設け られた複数の画素と、前記外囲器内で前記第 1基板および第 2基板の間に設けられ 、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ぺーサと、を 備え、前記各スぺーサは、 Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、 Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸に 形成された凹凸表面を有し、各スぺーサの凹凸表面には導電性物質が被着され分 断された被膜が形成されている画像表示装置の製造方法であって、

複数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 にスぺーサ形成材料を充填し、前記成形型のスぺーサ形成孔に充填されたスぺー サ形成材料を硬化させた後、前記成形型から離型し、前記離型されたスぺーサ材料 を焼成してスぺーサを形成し、前記形成されたスぺーサの表面を酸系の液体により 部分的に溶解させ、スぺーサの表面全体に渡り、 Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、 Smが 0. 02 〜0. 3mmの凹凸を形成し、前記凹凸に形成されたスぺーサ表面に導電性物質を 被着し、分断された被膜を形成する。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]この発明の第 1の実施形態に係る SEDを示す斜視図。

[図 2]図 1の線 II IIに沿って破断した前記 SEDの斜視図。

[図 3]前記 SEDを拡大して示す断面図。

[図 4]前記スぺーサ構体の一部を拡大して示す断面図。

[図 5]前記スぺーサ構体の製造に用いる支持基板および成形型を示す断面図。

[図 6]前記成形型の作成に用いるマスタ雄型を示す側面図。

[図 7]前記マスタ雄型を用いた成形型の作成工程を示す断面図。

[図 8]成形型および支持基板を密着させた組立体を示す断面図。

[図 9]前記成形型を開放した状態を示す断面図。

[図 10]塩酸処理の有無と抵抗値との関係を示す図。

[図 11]塩酸処理の有無と抵抗値との関係を示すグラフ。 [図 12]この発明の第 2の実施形態に係る SEDにおけるスぺーサ構体を拡大して示す 断面図断面図。

[図 13]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。

[図 14]前記第 3の実施形態に係る SEDのスぺーサ構体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

[0012] 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. 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。

[0013] 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、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バック 17お よびゲッタ膜 19が順に形成されている。

[0014] 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は複数列および複数行に配列され、 対応する蛍光体層とともに画素を形成している。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に電位を供給する多数本の配線 21 がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器 15の外部に引出されている。

[0015] 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。

[0016] 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支持基板 24と、支持基板の両面に 一体的に立設された多数の柱状のスぺーサと、を有している。

[0017] 詳細に述べると、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、複数列 および複数行に配列され、電子放出素子カゝら放出された電子ビームを透過する。真 空外囲器 15の長手方向を X、これと直交する幅方向を Yとした場合、電子ビーム通 過孔 26は、長手方向 Xおよび幅方向 Yにそれぞれ所定のピッチで並んでいる。ここ では、幅方向 Yのピッチが長手方向 Xのピッチよりも大きく設定されている。

[0018] 支持基板 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。支持基板 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 O、 NiFe O力もなる酸ィ匕膜が形成されている。支持基板 24の表面 24a、 2

3 4 2 4

4b、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絶縁層 25により被覆されている。この絶縁層 25は、ガラスを主成分とする高抵抗物質で形 成されている。

[0019] 支持基板 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。

[0020] 支持基板 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。第 1および第 2スぺーサ 30a 、 30bは、長手方向 Xおよび幅方向 Yにおいて、電子ビーム通過孔 26よりも数倍大き なピッチで配列されている。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、支持基板 24を両面から挟み込んだ状態で支持基板 24と一体に形成されて いる。

[0021] 第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの各々は、支持基板 24側カも延出端に向力つて 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は細 長い長円状の横断面形状を有し、支持基板 24側に位置した基端の長手方向 Xに沿 つた長さが約 lmm、幅方向 Yに沿った幅が約 300 m、また、第 1スぺーサの延出 方向に沿った高さが約 0. 6mmに形成されている。各第 2スぺーサ 30bは細長い長 円状の横断面形状を有し、支持基板 24側に位置した基端の長手方向 Xに沿った長 さが約 lmm、幅方向 Yに沿った幅が約 300 m、また、第 2スぺーサの延出方向に 沿った高さが約 0. 8mmに形成されている。第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bは、そ の横断面の長手方向が外囲器 15の長手方向 Xと一致した状態で支持基板 24上に 設けられている。

[0022] 図 4に示すように、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bは、その表面全体に渡り、微 細な凹凸 50が形成され、凹凸表面を有している。凹凸 50は、算出平均粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0. 02〜0. 3mmに形成されている。支持基板 24の表 面に形成された絶縁層 25には、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bが立設されている 領域を除いて、算術平均粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、凹凸の平均間隔 Smが 0. 02〜 0. 3mmの微細な凹凸 52が全域に渡って形成され、凹凸表面を形成している。

[0023] ここで、算術平均粗さ Raは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さ 1だけ抜 き取り、この抜き取り部分の平均線力 測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均 した値である。凹凸の平均間隔 Smは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さ 1だけ抜き取り、 1つの山およびそれに隣合う 1つの谷に対応する平均線の長和の和 を求め、平均値をミリメートルで表したものである。

[0024] 第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの凹凸表面には、導電性物質として、例えば、酸 ィ匕クロムが被着され、分断された被膜 54を形成している。すなわち、被膜 54は、主と して凹凸表面の各凸部に被着され、互いに分断された状態で形成されている。導電 性物質は、酸ィ匕クロムに限らず、酸化銅等の他の金属酸化物、金属窒化物、 ITOを 用!/、ることができる。

[0025] 上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。そして、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、支持基板 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、支持基板 24およびメタルバック 1 7にそれぞれ接続され、例えば、支持基板 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。

[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、所定寸法の支持基板 24、この支持基板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%M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。金属板全体を黒化処理した後、電子ビーム通過孔 26の内面 を含め支持基板表面に、ガラス粒子を含んだ溶液をスプレーにより塗布し、乾燥した 。これにより、絶縁層 25の形成された支持基板 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されて いる。上型 36aは、支持基板 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 30 b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 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] 上型 36aおよび下型 36bは以下の工程により作成する。ここでは、上型 36aの作成 方法を代表して説明する。まず、図 6に示すように、上型を形成するためのマスタ雄 型 70を切削により形成する。この場合、例えば、真鍮により形成されたベース板 71を 用意し、このベース板の一方の表面を切削することにより、第 1スぺーサ 30aに対応 する複数の長円柱 72を形成する。これによりマスタ雄型 70が得られる。次いで、図 7 に示すように、マスタ雄型 70に透明なシリコンを充填して上型 36aを成形した後、離 型することにより、上型が得られる。なお、下型 36bも同様の工程により作成する。

[0030] 次に、図 8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にスぺーサ形成材料 46を充填する。スぺーサ形成材料 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。

[0031] スぺーサ形成材料 46の充填されたスぺーサ形成孔 40aがそれぞれ電子ビーム通 過孔 26間の所定領域と対向するように、上型 36aを位置決めし当接面 41aを支持基 板 24の第 1表面 24aに密着させる。同様に、下型 36bを、各スぺーサ形成孔 40bが 電子ビーム通過孔 26間の所定領域と対向するように位置決めし、当接面 41bを支持 基板 24の第 2表面 24bに密着させる。支持基板 24のスぺーサ立設位置には、デイス ペンサあるいは印刷により、予め接着剤を塗布しておいてもよい。これにより、支持基 板 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、支持基板 24 を挟んで対向して配列されて ヽる。

[0032] 上型 36aおよび下型 36bを支持基板 24に密着させた状態で、上型および下型の 外側からスぺーサ形成材料に向けて紫外線 (UV)を照射する。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ため、照射された紫外線は、上型 36aおよび下型 36bを透過し、充填されたスぺーサ形成材料 46に照射される。これ により、スぺーサ形成材料 46が紫外線硬化される。続いて、図 9に示すように、硬化 したスぺーサ形成材料 46を支持基板 24上に残すように、上型 36aおよび下型 36b を支持基板 24から離型する。以上の工程により、所定形状に成形されたスぺーサ形 成材料 46が支持基板 24の表面上に転写される。

[0033] 次に、スぺーサ形成材料 46が設けられた支持基板 24を加熱炉内で熱処理し、ス ぺーサ形成材料内力 バインダを飛ばした後、約 500〜550°Cで 30分〜 1時間、ス ぺーサ形成材料および支持基板 24上に形成された絶縁層 25を焼成する。焼成によ り、スぺーサ形成材料 46および絶縁層 25がガラス化され、支持基板 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。

[0034] 続いて、支持基板 24および第 1、第 2スぺーサ 30a、 30bを、 0. 1〜10重量％の塩 酸溶液に浸漬し、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの表面、並びに、支持基板 24の 絶縁層 25表面を部分的に溶解させる。これにより、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30 bの表面、並びに、支持基板 24の絶縁層 25表面に不均一で微細な凹凸 50、 52を 形成する。凹凸 50、 52は、溶液の塩酸濃度、温度、浸漬時間を調整することにより、 あるいは、攪拌等によって溶液の流動性を調整することにより、 Raが 0. 2〜0. 6 m 、 Sm力 SO. 02〜0. 3mmとなるように形成した。

[0035] 凹凸 50、 52を形成した後、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの凹凸表面、並びに 、支持基板 24に形成された絶縁層 25の凹凸表面上に、導電性物質として、例えば、 酸化クロムを蒸着あるいはスパッタリングにより被着し、分断された被膜 54、 56をそれ ぞれ形成する。

[0036] 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。

[0037] 以上のように構成された SEDによれば、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bの表面 に微細な凹凸 50を設け、この凹凸表面に導電性物質の被膜 54を形成することにより 、スぺーサの帯電を抑制することができる。そのため、スぺーサの帯電に起因する電 子ビームの軌道ずれを防止し、表示品位の向上を図ることができる。また、被膜 54は 凹凸表面の凸部に被着し複数に分断されている。そのため、スぺーサ表面の抵抗値 が低くなることを防止でき、その結果、被膜に起因する放電の発生を抑制し、耐電圧 特'性の向上を図ることができる。

[0038] 本発明者等は、凹凸表面を有したスぺーサに導電性物質を被着した場合と、凹凸 を持たな!ヽ平坦なスぺーサ表面に導電性物質を被着した場合とで、スぺーサ表面に おける抵抗値の相違を調べた。その結果を図 10および図 11に示す。ここでは、ガラ ス板の表面にガラスペーストからなる厚さ 30 μ mの下地層を形成し、この下地層の上 に酸化クロムの被膜を形成した実験片を複数用意した。この際、下地層を塩酸溶液 に漬けて下地層に微細な凹凸を形成した後、酸化クロムの被膜を形成した実験片（ 塩酸処理有り）と、下地層に凹凸を形成することなく酸化クロムの被膜を形成した実 験片 (塩酸処理無し)と、を複数ずつ用意した。実験片について、被膜はスパッタリン グ時間を 3段階（1、 2、 3)に変更して形成した。図 10において、抵抗値は、ガラス板 、ガラスペーストおよび成膜の合計の抵抗値を示して 、る。

[0039] 図 10および図 11から分力るように、スパッタリング時間 1、 2、 3のいずれにおいても 、塩酸処理無しの実験片に比較して塩酸処理有りの実験片の方が表面の抵抗値が 2桁以上高くなつている。このことから、被膜に起因する放電の発生を抑制し、耐電圧 特'性の向上を図ることができる。

[0040] 更に、支持基板 24の表面に微細な凹凸 52を設けることにより、支持基板からの 2次 電子放出を抑制する目的で、支持基板表面に低抵抗の膜を被着した場合でも、低 抵抗膜は凹凸により分断され、より高い抵抗の膜とすることができる。これにより、放電 を抑制することができる。

以上のことから、信頼性および表示品位の向上した SEDが得られる。

[0041] 上述した実施形態によれば、成形型の離型後にスぺーサ表面に微細な凹凸 50を 形成する構成としている.この場合、凹凸が形成された成形型を用いてスぺーサ表 面に微細な凹凸を形成する場合と比較して、微細な凹凸を容易にかつ安価に加工 をすることができる。また、凹凸表面に導電性物質を蒸着、スパッタリングすることによ り、分断された被膜を容易に形成することができる。

[0042] 前述した第 1の実施形態では、支持基板 24の絶縁層 25において、第 1および第 2 スぺーサ 30a、 30bが立設されて 、る領域を除 、て微細な凹凸 52を設ける構成とし た力 図 12に示す第 2の実施形態のように、絶縁層 25の全面に渡って Raが 0. 2〜0 . 6 /ζ πι、 Smが 0. 02〜0. 3mmの微細な凹凸 52を形成し、この凹凸が形成された 領域に第 1および第 2スぺーサ 30a、 30bを立設した構成としてもよい。なお、第 2の 実施形態において、他の構成は第 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。

上記の構成によれば、第 1の実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに 、各スぺーサと支持基板 24との密着力が向上し、第 1および第 2スぺーサ 30a、 30b の強度向上を図ることができる。

[0043] 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 支持基板 24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、支持基板および第 2スぺーサのみ を備え、支持基板が第 1基板の内面に接触した構成としてもよい。

[0044] 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 13に示すよう に、スぺーサ構体 22は、矩形状の金属板からなる支持基板 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。

[0045] 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 25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、メタルバック 1 7、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。

[0046] 支持基板 24の第 2表面 24b上には複数のスぺーサ 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、支持基板 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。各スぺーサ 30は 、支持基板 24表面と平行な方向に沿った断面が細長い長円状に形成されている。ス ぺーサ 30の支持基板 24側に位置した基端の長手方向 Xに沿った長さは約 lmm、 幅方向 Yに沿った幅が約 300 m、また、延出方向に沿った高さが約 1. 4mmに形 成されている。スぺーサ 30は、その長手方向が真空外囲器の長手方向 Xと一致した 状態で支持基板 24上に設けられている。

[0047] 図 13および図 14に示すように、スぺーサ 30の表面全体に渡り、 Raが 0. 2〜0. 6 m、 Smが 0. 02〜0. 3mmの微細な凹凸 50が形成されている。支持基板 24の第 2表面に形成された絶縁層 25には、スぺーサ 30が立設されている領域を除いて、 R a力 SO. 2〜0. 6 /ζ πι、 Sm力 0. 02〜0. 3mmの微糸田な 凸 52力 S全域に渡って形成 されている。スぺーサ 30の凹凸表面には、導電性物質として、例えば、酸化クロムが 被着され、分断された被膜 54を形成している。被膜 54は、主として凹凸表面の各凸 部に形成されている。

[0048] なお、第 2の実施形態と同様に、絶縁層 25の全面に凹凸 52を形成し、この凹凸が 形成された領域にスぺーサ 30を立設してもよい。また、支持基板 24の第 1表面 24a に形成された絶縁層 25には、微細な凹凸 52を形成しない構成としてもよい。

[0049] 上記のように構成されたスぺーサ構体 22は、支持基板 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。

[0050] 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は省略する。第 3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 3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。

[0051] 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、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。

[0052] 本発明において、スぺーサは支持基板上に設ける構成としたが、この支持基板を 省略し、スぺーサを第 1および第 2基板間に直接設ける構成としてもよい。前述した 実施形態では、スぺーサ表面および支持基板の表面に凹凸表面を形成し、かつ、分 断された被膜を形成することしたが、少なくともスぺーサの表面を凹凸表面として、こ の凹凸表面に導電性物質力もなる分断された被膜が形成されていればよい。

[0053] 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。スぺーサは前述した柱状のス ぺーサに限らず、板状のスぺーサを用いてもよい。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 、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

[0054] この発明によれば、スぺーサの凹凸表面に導電物質力 なる分断された被膜を形 成することにより、スぺーサの帯電を抑制し、耐電圧特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] 第 1基板、およびこの第 1基板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外 囲器と、

前記外囲器内に設けられた複数の画素と、

前記外囲器内で前記第 1基板および第 2基板の間に設けられ、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ぺーサと、を備え、

前記各スぺーサは、算術平均粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0. 02〜 0. 3mmの凹凸に形成された凹凸表面を有し、各スぺーサの凹凸表面には導電性 物質が被着され分断された被膜が形成されている画像表示装置。

[2] 第 1基板、およびこの第 1基板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外 囲器と、

前記外囲器内に設けられた複数の画素と、

前記外囲器内で前記第 1基板および第 2基板の間に設けられ、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スぺーサ構体と、を備え、

前記スぺーサ構体は、前記第 1および第 2基板に対向して設けられた支持基板と、 前記支持基板の少なくとも一方の表面上に立設された複数のスぺーサと、を有し、 前記各スぺーサの表面は、平均算術粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0 . 02〜0. 3mmの凹凸に形成された凹凸表面を有し、前記凹凸表面には導電性物 質が被着され分断された被膜が形成されている画像表示装置。

[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、それぞれ前記第 1表面上に立設されているととも に前記第 1基板に当接した延出端を有した複数の第 1スぺーサと、それぞれ前記第 2 表面上に立設されているとともに前記第 2基板に当接した延出端を有した複数の第 2 スぺーサと、を含んでいる請求項 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基板と隙間を置い て対向した第 2表面と、を有し、前記スぺーサは、前記第 2表面上に立設されていると ともに前記第 2基板に当接した延出端を有している請求項 2に記載の画像表示装置

[5] 前記支持基板の表面は絶縁層により被覆され、前記絶縁層の表面は、平均算術粗 さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸に形成された凹凸 表面を有し、前記スぺーサは前記凹凸の形成された絶縁層に重ねて立設されている 請求項 2な 、し 4の 、ずれか 1項に記載の画像表示装置。

[6] 前記支持基板の表面は絶縁層により被覆され、前記スぺーサは前記絶縁層に重 ねて立設され、前記絶縁層の表面は、前記スぺーサが立設された領域を除いて、平 均算術粗さ Raが 0. 2〜0. 6 m、平均間隔 Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸に形成さ れた凹凸表面を有して!/、る請求項 2な 、し 4の 、ずれか 1項に記載の画像表示装置

[7] 第 1基板、およびこの第 1基板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外 囲器と、前記外囲器内に設けられた複数の画素と、前記外囲器内で前記第 1基板お よび第 2基板の間に設けられ、前記第 1および第 2基板に作用する大気圧荷重を支 持する複数のスぺーサと、を備え、前記各スぺーサは、平均算術粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸に形成された凹凸表面を有し、各ス ぺーサの凹凸表面には導電性物質が被着され分断された被膜が形成されている画 像表示装置の製造方法であって、

複数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スぺーサ形成材料を充填し、

前記成形型のスぺーサ形成孔に充填されたスぺーサ形成材料を硬化させた後、前 記成形型から離型し、

前記離型されたスぺーサ材料を焼成してスぺーサを形成し、

前記形成されたスぺーサの表面を酸系の液体により部分的に溶解させ、スぺーサ の表面全体に渡り、平均算術粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、平均間隔 Smが 0. 02-0. 3mmの凹凸を形成し、

前記凹凸に形成されたスぺーサ表面に導電性物質を被着し、分断された被膜を形 成する画像表示装置の製造方法。

[8] 第 1基板、およびこの第 1基板に隙間を置いて対向配置された第 2基板を有した外 囲器と、前記外囲器内に設けられた複数の画素と、前記外囲器内で前記第 1基板お よび第 2基板の間に設けられ、前記第 1および第 2基板に作用する大気圧荷重を支 持するスぺーサ構体と、を備え、前記スぺーサ構体は、前記第 1および第 2基板に対 向して設けられた支持基板と、前記支持基板の少なくとも一方の表面上に立設され た複数のスぺーサと、を有し、前記各スぺーサの表面は、平均算術粗さ Raが 0. 2〜 0. 6 111、平均間隔3111が0. 02〜0. 3mmの凹凸に形成された凹凸表面を有し、 前記凹凸表面には導電性物質が被着され分断された被膜が形成されている画像表 示装置の製造方法であって、

複数のスぺーサ形成孔を有した成形型、および支持基板を用意し、

前記支持基板の表面を絶縁層により被覆し、

前記成形型の各スぺーサ形成孔にスぺーサ形成材料を充填し、

前記スぺーサ形成材料が充填された成形型を前記絶縁層が形成された支持基板 の表面に密着させた後、前記スぺーサ形成材料を硬化させ、

前記成形型を離型して前記硬化されたスぺーサ形成材料を前記支持基板の表面 上に転写し、

前記離型されたスぺーサ材料および絶縁層を焼成してスぺーサを形成し、 前記形成されたスぺーサおよび絶縁層の表面を酸系の液体により部分的に溶解さ せ、スぺーサの表面および絶縁層の表面に、平均算術粗さ Raが 0. 2〜0. 6 /ζ πι、 平均間隔 Smが 0. 02〜0. 3mmの凹凸を形成し、

前記凹凸に形成されたスぺーサ表面および支持基板表面に導電性物質を被着し

、分断された被膜を形成する画像表示装置の製造方法。