WO2006019033A1

WO2006019033A1 - 画像表示装置の製造方法および画像表示装置

Info

Publication number: WO2006019033A1
Application number: PCT/JP2005/014747
Authority: WO
Inventors: Satoshi Ishikawa; Sachiko Hirahara; Daiji Hirosawa
Original assignee: Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2006-02-23
Also published as: EP1796121A1; JP2006054151A; TWI269339B; US20070134881A1; TW200609984A; CN101006542A; KR20070049180A

Description

明細書

画像表示装置の製造方法および画像表示装置

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の製造方法および画像表示装置に関する。

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ヽる。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!ヽる。

[0004] 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、は柱状のスぺーサが配置されて、る。

[0005] スぺーサを第 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ぺーサが必要となる。これらのスぺーサは、電子放出素子の極めて近くに設置せざるを得な、ため、スぺ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、一層多くのスぺーサが必要となる。

[0006] 通常、独立スぺーサを配置する場合、スぺーサを形成した後、フリットガラス等の接着剤を用いて各スぺ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。また、例えば、特開 2001— 272927号公報には、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ぺ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ぺーサを第 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！、る。

[0007] し力しながら、前者の方法の場合、多数のスぺ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ぐ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ぺーサの剥離、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、多数のスぺ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、スぺーサ支持用の支持基板を設ける必要があり、部品点数の増カロ、構造の複雑ィ匕を招く。

発明の開示

[0008] 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ぐ複数のスぺ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。

[0009] 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基板と隙間をぉ、て対向配置されて、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にガラスを主成分とするスぺーサ形成材料を充填し、前記スぺーサ形成材料を充填された成形型を、そのスぺ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ぺーサ形成材料を硬化させた後、前記スぺ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ぺ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ぺーサを形成することを特徴としている。

[0010] 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、複数の有底のスぺ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、前記成形型の各スぺーサ形成孔にガラスを主成分とするスぺーサ形成材料を充填し、前記スぺーサ形成材料を充填された成形型を、そのスぺ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ぺーサ形成材料を硬化させた後、前記スぺーサ形成材料を第 1基板上に残して前記成形型を離型し、前記第 1基板上のスぺ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ぺーサを形成することを特徴として、る。

[0011] 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ぺーサと、を備え、前記複数のスぺーサは、ガラスを主成分とするスぺ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。

[0012] 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ぺーサと、を備え、前記複数のスぺーサは、ガラスを主成分とするスぺ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。

図面の簡単な説明

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

[図 3]図 3は、上記 SEDを拡大して示す断面図。

[図 4]図 4は、上記 SEDの第 1基板を示す平面図。

[図 5]図 5は、上記 SEDにおける第 1基板およびスぺーサの製造工程を示す断面図。

[図 6]図 6は、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。

[図 7]図 7は、上記成形型を離型した状態を示す断面図。

[図 8]図 8は、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。

[図 9]図 9は、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。

[図 10]図 10は、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。

[図 11]図 11は、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。

[図 12]図 12は、上記第 2の実施形態に係る SEDにおける第 1基板およびスぺーサの製造工程を示す断面図。

[図 13]図 13は、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。

[図 14]図 14は、上記成形型を離型した状態を示す断面図。

[図 15]図 15は、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。

[図 16]図 16は、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。 [図 17]図 17は、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。

[図 18]図 18は、上記第 3の実施形態に係る SEDにおける第 1基板およびスぺーサの製造工程を示す断面図。

[図 19]図 19は、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。

[図 20]図 20は、上記成形型を離型した状態を示す断面図。

[図 21]図 21は、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。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 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 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。

[0015] 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、ァルミ-ゥ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。

[0016] 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。

[0017] 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、る。蛍光体スクリーン 16は黒色の遮光層 11 を有している。遮光層 11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。

[0018] 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ぺーサ 30を備えている。これらのスぺーサ 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、スぺーサ 30は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスぺ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。

[0019] 各スぺーサ 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。スぺーサ 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。スぺーサ 30の各々は、第 1基板 10 側の基端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。第 1基板 10と内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。

第 1基板 10に立設された複数のスぺーサ 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。

[0020] 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

[0021] 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およびスぺーサ 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 41と、スぺーサ 30を成形するための多数の有底のスぺーサ形成孔 40と、を有している。スぺーサ形成孔 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。各スぺーサ形成孔 40 は、スぺーサ 30に対応した寸法に形成されている。

[0022] 続、て、成形型 36のスぺーサ形成孔 40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。

[0023] 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、充填されたスぺーサ形成材料 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 2000miの紫外線 (UV)を照射し、スぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46に直接、および成形型 36を透過して照射される。従って、充填されたスぺーサ形成材料 46をその内部まで確実に硬化させることができる。

[0024] その後、図 7に示すように、硬化したスぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46が設けられた第 1基板 10を加熱炉内で熱処理し、スぺーサ形成材料内から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 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ぺーサ 30がー括して形成される。そして、各スぺーサ 30は、スぺ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。

[0025] 次いで、図 8に示すように、スぺーサ 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、スぺーサ 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

[0026] 続いて、図 9に示すように、各スぺーサ 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、アルミニゥム等を蒸着し、メタルバック 17を成膜する。この際、各スぺーサ 30はマスク 50 により覆われているため、スぺ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。

[0027] 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、真空チヤンバ内を真空排気する。図 10に示すように、各スぺーサ 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、各スぺーサ 30はマスク 50により覆われているため、スぺ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

[0028] ゲッタ膜の形成後、スぺーサ 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、スぺーサ 30を備えた SEDが製造される。

[0029] 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、成形型およびスぺーサ形成材料を用いた一括形成法により、基板上に直接スぺーサを形成し、その後、スぺーサ形成材料を焼成、ガラス化してスぺーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなぐ多数のスぺ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ぐ複数のスぺ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。

[0030] 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ぺーサ 30を備えている。第 2の実施形態によれば、スぺーサ 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、スぺーサ 30は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスぺ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。スぺーサ 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。スぺーサ 30の各々は、第 1基板 10側の基端カも延出端に向力て径が小さくなつ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ぺーサ 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。

[0031] 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およびスぺーサ 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、スぺーサ 30を成形するための多数の有底のスぺーサ形成孔 40と、を有している。スぺーサ形成孔 40はそれぞれ成形型 36の当接面 41〖こ開口しているととも〖こ、所定の間隔を置いて配列されている。各スぺーサ形成孔 40は、スぺーサ 30に対応した寸法に形成されている。

[0032] 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のスぺーサ形成孔 40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べ一ストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。

[0033] 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、スぺーサ形成孔 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。

[0034] 次、で、充填されたスぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46に直接、および成形型 36を透過して照射される。従って、充填されたスぺーサ形成材料 4 6をその内部まで確実に硬化させることができる。

[0035] 続いて、図 14に示すように、硬化したスぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46 が設けられた第 1基板 10を加熱炉内で熱処理し、スぺーサ形成材料内から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 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上に多数のスぺーサ 30 がー括して形成される。そして、各スぺーサ 30は、スぺ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。

[0036] その後、図 15に示すように、各スぺーサ 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、ァルミ-ゥム等を蒸着し、メタルバック 17を成膜する。この際、各スぺーサ 30はマスク 5 0により覆われているため、スぺ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。

[0037] 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。 [0038] 図 16に示すように、各スぺーサ 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、各スぺーサ 30はマスク 50により覆われているため、スぺ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、スぺーサ 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、スぺーサ 30を備えた SEDが製造される。

[0039] 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、成形型およびスぺーサ形成材料を用いた一括形成法により、基板上に直接スぺーサを形成し、その後、スぺーサ形成材料を焼成、ガラス化してスぺーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなぐ多数のスぺ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ぐ複数のスぺ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 SE Dおよびその製造方法が得られる。

[0040] 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ぺーサ 30を備えている。第 3の実施形態によれば、スぺーサ 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 1 6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。スぺーサ 30は、絶縁物質としてガラスを主成分とするスぺ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。

[0041] スぺーサ 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。スぺーサ 30の各々は、第 1基板 10側の基端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。第 1基板 10と内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。

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。 [0042] 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およびスぺーサ 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。

[0043] 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、スぺーサ 30を成形するための多数の有底のスぺーサ形成孔 40と、を有している。スぺーサ形成孔 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。各スぺーサ形成孔 40は、スぺーサ 30に対応した寸法に形成されている。

[0044] 次に、成形型 36のスぺーサ形成孔 40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)およびガラスフイラ一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。

[0045] 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、スぺーサ形成孔 40がそれぞれ蛍光体スクリーン 1 6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。

[0046] 次、で、充填されたスぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46に直接、および成形型 36を透過して照射される。従って、充填されたスぺーサ形成材料 4 6をその内部まで確実に硬化させることができる。

[0047] 続いて、図 20に示すように、硬化したスぺーサ形成材料 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、スぺーサ形成材料 46が設けられた第 1基板 10を加熱炉内で熱処理し、スぺーサ形成材料内から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 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上に多数のスぺーサ 30がー括して形成される。各スぺーサ 30は、スぺーサ形成材料自身の接着力により、メタノレバック 17に直接固着し、第 1基板と一体的に作り込まれる。

[0048] 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、各スぺーサ 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。

[0049] 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 1 9を形成する。この際、各スぺーサ 30はマスク 52により覆われているため、スぺ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、スぺーサ 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、スぺーサ 30を備えた SEDが製造される。

[0050] 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、成形型およびスぺーサ形成材料を用いた一括形成法により、基板上に直接スぺーサを形成し、その後、スぺーサ形成材料を焼成、ガラス化してスぺーサを形成している。これにより、接着剤を用いることなぐ多数のスぺ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ぐ複数のスぺ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 SE Dおよびその製造方法が得られる。

[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] スぺーサの形状、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、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

[0053] この発明によれば、支持基板を用いることなぐ複数のスぺ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。

Claims

請求の範囲

[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!/、て対向配置されて、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にガラスを主成分とするスぺーサ形成材料を充填し、

前記スぺーサ形成材料を充填された成形型を、そのスぺ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ぺーサ形成材料を硬化させた後、前記スぺ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ぺ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ぺーサを形成する画像表示装置の製造方法。

[2] 前記スぺ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請求項 1に記載の画像表示装置の製造方法。

[3] 前記スぺ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、前記スぺーサのマスクを除去する請求項 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!/、て対向配置されて、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と、前記蛍光面が形成された第 1基板とを用意し、

前記スぺーサ形成材料を充填された成形型を、そのスぺ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ぺーサ形成材料を硬化させた後、前記スぺーサ形成材料を第 1基板上に残して前記成形型を離型し、前記第 1基板上のスぺ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ぺーサを形成する画像表示装置の製造方法。

[6] 前記スぺ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、前記スぺーサのマスクを除去する請求項 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!/、て対向配置されて、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ぺーサと、を備えた画像表示装置の製造方法であって、

前記第 1基板の蛍光面に重ねてメタルバックを成膜し、

前記スぺーサ形成材料を充填された成形型を、そのスぺ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ぺーサ形成材料を硬化させた後、前記スぺーサ形成材料を第 1基板上に残して前記成形型を離型し、前記第 1基板上のスぺ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ぺーサを形成する画像表示装置の製造方法。

[9] 前記スぺ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、前記スぺーサのマスクを除去する請求項 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ぺーサと、を備え、

前記複数のスぺーサは、ガラスを主成分とするスぺ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、前記複数のスぺーサ間で前記第 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] 前記複数のスぺ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ヽる請求項 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、

前記複数のスぺーサは、ガラスを主成分とするスぺ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] 前記複数のスぺ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ヽる請求項 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、

前記複数のスぺーサは、ガラスを主成分とするスぺ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。