JP2004319269A - Image display device with spacer structure, manufacturing method of spacer structure, and forming die used for manufacture of spacer structure - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device improved in withstand voltage characteristic and display quality by suppressing the bleeding of a spacer forming material, and a manufacturing method and forming die for a spacer structure used for the image display device. <P>SOLUTION: This image forming device is provided with a first substrate 10 having a fluorescent surface, a second substrate having a plurality of electron sources 18, which is arranged opposite to the first substrate with a space, and a spacer structure 22 for supporting the atmospheric pressure load acting on the first and second substrates, which is provided between both the substrates. The spacer structure has a sheet-like grid 24 and a plurality of spacers 30a and 30b raised on the grid. Each spacer is formed of the spacer molding material containing an adhesive component, and the bleeding width of the spacer forming material bleeding to the grid surface from the grid-side base end of each spacer is 0-5% of the diameter of the spacer base end part. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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構体とを備えた画像表示装置、この画像表示装置に用いるスペーサ構体の製造方法、およびスペーサ構体の製造に用いる成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【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いる。
【０００４】
上記のような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、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。
【０００５】
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。また、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り、更に製造が困難となる。
【０００６】
第１基板の蛍光体間、および第２基板の電子放出素子間に対するスペーサの位置合わせについては、蛍光体間あるいは電子放出素子間を狙って直接スペーサを取り付ける方法、あるいは、電子の通過する孔が予め形成された金属板の表裏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考えられる。
【０００７】
後者の場合、それぞれスペーサ形状に対応する多数の孔が形成された２枚の金型を金属板の表裏面に密着させ、金属板と２枚の金型によってスペーサ形成用の貫通孔を規定する。この状態で、各貫通孔にペースト状のスペーサ形成材料を充填する。また、スペーサ形成材料のはみ出し分は、金型の表面をスキージ等によって掻き取ることにより除去する。続いて、充填されたスペーサ形成材料を金型内部で硬化させた後、金属板から２枚の金型を取り外すことにより、金属板上に形成された柱状のスペーサを得る方法等が考えられる（例えば、特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−０８２８５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法において、スペーサ形成材料を成形型へ充填する際、金属板と成形型とが厳格に密着していなければ、金属板と成形型との間にスペーサ形成材料が入り込んでしまう。この場合、正常な形状のスペーサを形成できないばかりでなく、金属板に予め形成されていた電子の通過孔を塞いでしまう恐れもある。また、金属板上に滲み出したスペーサ形成材料および接着剤成分は、その滲み形状が不規則であり放電の発生源となり易い。また、スペーサ形成材料の滲み部分が帯電した場合、電子放出素子から放出された電子ビームが滲み部分に引き付けられ、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いう問題がある。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサ形成材料の滲みを抑制し、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置、この画像表示装置に用いるスペーサ構体の製造方法、および成形型を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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は、蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備え、上記スペーサ構体は、上記第１および第２基板に対向しているとともに、それぞれ上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た板状のグリッドと、上記グリッド上に立設された複数のスペーサと、を有し、各スペーサは接着剤成分を含むスペーサ形成材料により形成されているとともに、各スペーサの上記グリッド側の基端から上記グリッド表面上に滲みでた上記スペーサ形成材料の滲みの幅は、上記スペーサ基端部の径の０〜５％であることを特徴としている。
【００１２】
また、この発明の態様に係る蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体を製造する製造方法において、複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の成形型を用意し、上記成形型を上記グリッドの少なくとも一方の表面に密着させて組立体を構成し、上記組立体を構成した成形型の外側から充填材を塗布し、上記グリッドと成形型との隙間を埋め、上記充填材の塗布後、上記成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上にスペーサを形成した後、上記成形型を離型することを特徴としている。
【００１３】
更に、この発明の態様に係るスペーサ構体の製造方法は、複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の成形型を用意し、上記成形型の表面に充填材を塗布し、上記塗布された充填材を間に挟んで上記成形型を上記グリッドの少なくとも一方の表面に密着させ、上記グリッドと成形型との隙間を上記充填材により埋めた状態で組立体を構成し、上記組立体を構成した上記成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上にスペーサを形成した後、上記成形型を離型することを特徴としている。
【００１４】
この発明の形態に係る成形型は、蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体の製造に用いる成形型において、スペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の型本体と、この型本体の少なくとも上記グリッドと密着する方の表面全体に塗布され弾性を有した充填材層とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記のように構成された画像表示装置、スペーサ構体の製造方法、および成形型によれば、スペーサ構体を製造する際、グリッドと成形型との隙間を充填材によって埋めることにより、グリッド上におけるスペーサ形成材料の滲みを抑制することができる。これにより、スペーサ形成材料の滲みに起因する放電の発生、電子ビームに与える悪影響を抑制し、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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の隙間をおいて対応配置されている。そして、第１基板１０および第２基板１２は、ガラスからなる矩形状の側壁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扁平な真空外囲器１５を構成している。
【００１７】
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。この蛍光体スクリーン１６は、赤、青、緑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あるいはドット状に形成されている。また、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が順に形成されている。
【００１８】
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一対の素子電極等で構成されている。また、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
詳細に述べると、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および複数のスペーサ開孔２８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。また、スペーサ開孔２８は、それぞれ電子ビーム通過孔２６間に位置し所定のピッチで配列されている。スペーサ開孔２８は、例えば径が約０．２〜０．５ｍｍの円形に形成されている。
【００２２】
グリッド２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．５ｍｍ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_３Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４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４０により被覆されている。この高抵抗膜４０は、ガラスを主成分とする高抵抗物質で形成され、１×１０^８〜１×１０^１５Ω／□の抵抗値を有している。
【００２３】
グリッド２４の第１表面２４ａ上には、各スペーサ開孔２８に重ねて第１スペーサ３０ａが一体的に立設されている。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。また、グリッド２４の第２表面２４ｂ上には、各スペーサ開孔２８に重ねて第２スペーサ３０ｂが一体的に立設されている。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、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。
【００２４】
図５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はグリッド２４側に位置した基端の径ｄ１が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．３ｍｍ、高さが約０．６ｍｍに形成されている。また、各第２スペーサ３０ｂはグリッド２４側に位置した基端の径ｄ２が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．２５ｍｍ、高さが約０．８ｍｍに形成されている。このように、第１および第２スペーサ３０ａの基端の径は、いずれもスペーサ開孔２８の径よりも大きく設定されている。
【００２５】
後述するように、第１および第２スペーサはスペーサ形成材料により形成されている。そして、グリッド２４の表面上において、第１スペーサ３０ａの基端からグリッドの第１表面２４ａ上に滲みでたスペーサ形成材料の滲みの幅は、第１スペーサ基端部の径ｄ１の０〜５％となっている。本実施の形態において、滲みの幅はゼロとなっている。同様に、第２スペーサ３０ｂの基端からグリッド２４の第２表面２４ｂ上に滲みでたスペーサ形成材料の滲みの幅は、第２スペーサ基端部の径ｄ２の０〜５％となっている。本実施の形態では、滲みの幅はゼロとなっている。
【００２６】
各スペーサ開孔２８、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは互いに整列して位置し、第１および第２スペーサはこのスペーサ開孔２８を介して互いに一体的に連結されている。これにより、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、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。
【００２７】
上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。
【００２８】
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。
【００２９】
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６に示すように、スペーサ構体２２を製造する場合、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第１金型３６ａおよび第２金型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およびスペーサ開孔２８を形成しグリッド２４とする。その後、グリッド２４全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６およびスペーサ開孔２８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、酸化錫および酸化アンチモンの微粒子を分散させた液をスプレー被覆し、乾燥、焼成して高抵抗膜を形成する。
【００３０】
第１成形型として機能する第１金型３６ａは、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の透孔４０ａを有し、これらの透孔４０ａはグリッド２４のスペーサ開孔２８に対応して配列されている。同様に、第２成形型として機能する第２金型３６ｂは、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の透孔４０ｂを有し、これらの透孔４０ｂはグリッド２４のスペーサ開孔２８に対応して配列されている。
【００３１】
第１金型３６ａは、複数枚、例えば、３枚の金属薄板を積層して形成されている。各金属薄板は厚さ０．２５〜０．３ｍｍの鉄系金属板で構成されているとともに、それぞれテーパ状の複数の透孔が形成されている。そして、金属薄板の各々に形成された透孔は、他の金属薄板に形成された透孔と異なる径を有している。そして、これら３枚の金属薄板は、透孔がほぼ同軸的に整列した状態で、かつ、径の大きな透孔から順に並んだ状態で積層され、真空中又は還元性雰囲気中で互いに拡散接合されている。これにより、全体として厚さ１．２５〜１．５ｍｍの第１金型３２が形成され、各透孔は、３つの透孔を合わせることにより規定され、段付きテーパ状の内周面を有している。一方、第２金型３６ｂも第１金型３６ａと同様に、例えば、５枚の金属薄板を積層して構成され、第２金型に形成された各透孔は２つのテーパ状透孔によって規定され、段付きテーパ状の内周面を有している。
【００３２】
続いて、図７および図８に示すように、第１金型３６ａを、各透孔４０ａがグリッド２４のスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態でグリッドの第１表面２４ａに密着させる。同様に、第２金型３６ｂを、各透孔４０ｂがグリッド２４のスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態でグリッドの第２表面２４ｂに密着させる。そして、これら第１金型３６ａ、グリッド２４、および第２金型３６ｂを後述するクランプ機構等により互いに密着した状態に保持する。これにより、グリッド２４、第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂからなる組立体４２が構成され、この組立体には、それぞれ透孔４０ａ、スペーサ開孔２８、透孔４０ｂからなる多数の貫通孔４４が形成される。
【００３３】
次に、組立体４２を構成した第１および第２金型３６ａ、３６ｂの外側から充填材としての離型剤４１をスプレーにより塗布する。この離型剤４１は、グリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの隙間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの隙間に浸透し、これらの隙間を埋める。また、離型剤４１をスプレーすることにより、第１および第２金型３６ａ、３６ｂの各透孔４０ａ、４０ｂの内面に例えば、１０μｍの厚さで離型剤４１を塗布する。ここで、離型剤４１としては、例えば、後述するスペーサ形成材料のバインダ成分よりも低温度で熱分解する樹脂を用いる。なお、各透孔４０ａ、４０ｂ内面の離型剤は、組立体４２を構成する前に予め塗布しておいてもよい。
【００３４】
続いて、図９に示すように、例えば、第２金型３６ｂが下方に位置した状態で組立体４２をほぼ水平に保持し、各貫通孔４４の中心軸がほぼ鉛直方向に沿って延びるようにセットする。この状態で、充填ヘッド４５を用いて、第２金型３６ｂの外面側から、つまり、組立体４２の下面側からペースト状のスペーサ形成材料４６を供給し、各貫通孔４４に対し下から上に向かってスペーサ形成材料を一定の圧力で充填する。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）、接着剤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。
【００３５】
スペーサ形成材料４６を充填する際、貫通孔４４の両端から適量のスペーサ形成材料４６がはみ出すように、すなわち、透孔４０ａの外側端および透孔４０ｂの外側端から適量のスペーサ形成材料４６がはみ出すように充填する。また、グリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの隙間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの隙間は離型剤４１によって埋められているため、充填されたスペーサ形成材料４６が貫通孔４４からグリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの間に滲み出すことはない。充填後、それぞれスキージ５０により第１金型３６ａの外面および第２金型３６ｂの外面を走査し、透孔４０ａ、４０ｂから第１および第２金型の外面側にはみ出したスペーサ形成材料４６を掻き取る。
【００３６】
続いて、図１１に示すように、充填されたスペーサ形成材料４６に対し、第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂの外面側から放射線として紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料をＵＶ硬化させる。その際、必要に応じて熱硬化を行なってもよい。これにより、グリッド２４の第１表面２４ａ上および第２表面２４ｂ上に第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂが成形される。
【００３７】
次いで、図１２に示すように、第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂをグリッド２４から剥離する。その後、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、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、本焼成する。これにより、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。
【００３８】
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。
【００３９】
続いて、上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する。そして、メタルバック１７に重ねてゲッタ膜１９を形成した後、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。
【００４０】
上記のように構成されたＳＥＤおよびスペーサ構体の製造方法によれば、スペーサ構体を製造する際、グリッド２４と第１および第２金型３６ａ、３６ｂとの隙間を充填材によって埋めることにより、グリッド上におけるスペーサ形成材料の滲みを抑制することができる。これにより、各スペーサの基端からグリッド表面上に滲みでたスペーサ形成材料の滲みの幅を、スペーサ基端部の径の０〜５％の範囲とし、ほぼゼロとすることが可能となる。従って、スペーサ形成材料の滲みに起因する放電の発生を防止し、ＳＥＤの耐電圧特性を向上することができる。同時に、滲み部分の帯電に起因する電子ビームの軌道ずれを防止し、電子ビームのランディング特性の向上および輝度向上を図することができ、その結果、表示品位の向上したＳＥＤを得ることができる。
【００４１】
次に、この発明の他の実施の形態に係るスペーサ構体の製造方法について説明する。本実施の形態によれば、図１３に示すように、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第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂを用意する。グリッド２４には、エッチングにより電子ビーム通過孔２６およびスペーサ開孔２８を形成する。
【００４２】
第１成形型の型本体として機能する第１金型３６ａは、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の透孔４０ａを有し、これらの透孔４０ａはグリッド２４のスペーサ開孔２８に対応して配列されている。また、第１金型３６ａのグリッド２４と対向する表面および各透孔４０ａの内面には、充填材として離型剤４１が塗布され、例えば、１０μｍ厚の充填材層を形成している。この充填材層は弾性を有していることが望ましい。
【００４３】
同様に、第２成形型の型本体として機能する第２金型３６ｂは、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の透孔４０ｂを有し、これらの透孔４０ｂはグリッド２４のスペーサ開孔２８に対応して配列されている。第２金型３６ｂのグリッド２４と対向する表面および各透孔４０ｂの内面には、充填材として離型剤４１が塗布され、１０μｍ厚の充填材層を形成している。この充填材層は弾性を有していることが望ましい。なお、各透孔４０ａ、４０ｂ内面の離型剤は、別途塗布してもよい。
【００４４】
続いて、図１４に示すように、離型剤４１が塗布された第１金型３６ａを、各透孔４０ａがグリッド２４のスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態でグリッドの第１表面２４ａに密着させる。同様に、離型剤４１が塗布された第２金型３６ｂを、各透孔４０ｂがグリッド２４のスペーサ開孔２８と整列するように位置決めした状態でグリッドの第２表面２４ｂに密着させる。そして、これら第１金型３６ａ、グリッド２４、および第２金型３６ｂを後述するクランプ機構等により互いに密着した状態に保持する。これにより、グリッド２４、第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂからなる組立体４２が構成され、この組立体には、それぞれ透孔４０ａ、スペーサ開孔２８、透孔４０ｂからなる多数の貫通孔４４が形成される。同時に、グリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの隙間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの隙間は離型剤４１によって埋められる。
【００４５】
その後、前述した実施の形態と同様に、組立体４２の各貫通孔４４にスペーサ形成材料を充填する。この際、グリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの隙間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの隙間は離型剤４１によって埋められているため、充填されたスペーサ形成材料４６が貫通孔４４からグリッド２４の第１表面２４ａと第１成形型３６ａとの間、およびグリッドの第２表面２４ｂと第２成形型３６ｂとの間に滲み出すことはない。充填後、それぞれスキージにより第１および第２金型の外面側にはみ出したスペーサ形成材料４６を掻き取る。
【００４６】
次いで、充填されたスペーサ形成材料に紫外線（ＵＶ）を照射し、スペーサ形成材料をＵＶ硬化させ、グリッド２４の第１表面２４ａ上および第２表面２４ｂ上に第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂを成形する。その後、第１金型３６ａおよび第２金型３６ｂをグリッド２４から剥離し、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、および本焼成することにより、スペーサ構体２２が得られる。
【００４７】
他の構成は前述した実施の形態と同一であり、その詳細な説明は省略する。このように構成された他の実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４８】
上述した実施の形態において、グリッド２４はスペーサ開孔２８を備え、このスペーサ開孔に重ねて第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを形成する構成としたが、図１５に示すように、スペーサ開孔を設けることなく、グリッドの表面上に直接スペーサ３０ａ、３０ｂを設ける構成としてもよい。また、グリッド構体は、グリッドおよび第１スペーサを備えた構成とし、第２スペーサは第２基板１２上に形成する構成としていもよい。いずれの場合において、上述した実施の形態と同様の製造方法を用いてスペーサ構体を製造することができ、且つ、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
その他、例えば、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。同様に、スペーサの形成材料、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。
【００５１】
【発明の効果】
以上の詳述したように、本発明によれば、スペーサ形成材料の滲みを抑制し、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置、この画像表示装置に用いるスペーサ構体の製造方法、および成形型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿って破断した上記ＳＥＤの斜視図。
【図３】上記ＳＥＤを拡大して示す断面図。
【図４】上記ＳＥＤにおけるスペーサ構体を示す斜視図。
【図５】上記スペーサ構体の一部を拡大して示す断面図。
【図６】上記スペーサ構体の製造工程を示す断面図。
【図７】上記スペーサ構体の製造工程において、グリッドと金型とを密着させ組立体を構成した状態を示す断面図。
【図８】上記組立体の隙間部分に充填材を塗布する工程を示す断面図。
【図９】上記組立体の貫通孔にスペーサ形成材料を充填する工程を示す断面図。
【図１０】上記充填工程における上記組立体を拡大して示す断面図。
【図１１】上記スペーサ形成材料を硬化する工程を示す断面図。
【図１２】上記スペーサ構体の製造工程を示す断面図。
【図１３】この発明の他の実施の形態に係るスペーサ構体の製造方法に用いる成形型およびグリッドを示す断面図。
【図１４】他の実施の形態に係るスペーサ構体の製造工程を示す断面図。
【図１５】この発明の他の実施の形態に係るＳＥＤ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、 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、
２８…スペーサ開孔、 ３０ａ…第１スペーサ、 ３０ｂ…第２スペーサ、
３６ａ…第１金型、 ３６ｂ…第２金型、 ４０ａ、４０ｂ…透孔、
４１…離型剤、 ４６…スペーサ形成材料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device including a substrate disposed opposite to a substrate and a spacer structure disposed between the substrates, a method for manufacturing a spacer structure used in the image display device, and a mold used for manufacturing the spacer structure. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, various flat-panel image display devices have attracted attention as next-generation lightweight and thin display devices that replace cathode ray tubes (hereinafter, referred to as CRTs). For example, as a kind of field emission device (hereinafter, referred to as FED) functioning as a flat display device, development of a surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as SED) is being advanced.
[0003]
This SED includes a first substrate and a second substrate which are arranged opposite to each other at a predetermined interval, and these substrates constitute a vacuum envelope by joining peripheral portions to each other via a rectangular side wall. ing. Phosphor layers of three colors are formed on the inner surface of the first substrate, and a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged on the inner surface of the second substrate as electron sources for exciting the phosphor. Each electron-emitting device includes an electron-emitting portion, a pair of electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion, and the like.
[0004]
In the SED as described above, it is important that the space between the first substrate and the second substrate, that is, the inside of the vacuum envelope is maintained at a high degree of vacuum. When the degree of vacuum is low, the life of the electron-emitting device and, consequently, the life of the device are reduced. Further, since there is a vacuum between the first substrate and the second substrate, atmospheric pressure acts on the first substrate and the second substrate. Therefore, in order to support an atmospheric pressure load acting on these substrates and maintain a gap between the substrates, a large number of plate-like or columnar spacers are arranged between the two substrates.
[0005]
In order to dispose the spacer over the entire surface of the first substrate and the second substrate, it is necessary to use an extremely thin plate or an extremely thin column so as not to contact the phosphor of the first substrate and the electron-emitting device of the second substrate. Spacers are required. In addition, since these spacers must be installed very close to the electron-emitting device, an insulator material must be used as the spacers. At the same time, when considering thinning of the first substrate and the second substrate, more spacers are required, and the production becomes more difficult.
[0006]
Regarding the positioning of the spacers between the phosphors on the first substrate and between the electron-emitting devices on the second substrate, a method of directly attaching the spacers between the phosphors or between the electron-emitting devices, or a hole through which electrons pass is used. A method is conceivable in which a large number of spacers are formed on the front and back surfaces of a metal plate formed in advance with high positional accuracy, and the spacers formed on the metal plate are aligned with the first substrate or the second substrate.
[0007]
In the latter case, two molds each having a large number of holes corresponding to the spacer shape are brought into close contact with the front and back surfaces of the metal plate, and the metal plate and the two molds define through holes for spacer formation. . In this state, each of the through holes is filled with a paste-like spacer forming material. The protruding portion of the spacer forming material is removed by scraping the surface of the mold with a squeegee or the like. Subsequently, after the filled spacer forming material is cured inside the mold, a method of obtaining a columnar spacer formed on the metal plate by removing two molds from the metal plate can be considered. For example, Patent Document 1).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-082850
[Problems to be solved by the invention]
In the above method, when the molding material is filled with the spacer forming material, the spacer forming material enters between the metal plate and the molding die unless the metal plate and the molding die are strictly adhered to each other. In this case, not only a spacer having a normal shape cannot be formed, but also there is a possibility that an electron passage hole formed in the metal plate in advance is blocked. Further, the spacer-forming material and the adhesive component that have oozed out onto the metal plate have irregular oozing shapes, and are likely to be a source of discharge. Further, when the bleeding portion of the spacer forming material is charged, the electron beam emitted from the electron-emitting device is attracted to the bleeding portion and deviates from the original orbit. As a result, there is a problem that mislanding of the electron beam occurs with respect to the phosphor layer, and the color purity of the displayed image is degraded.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to manufacture an image display device that suppresses bleeding of a spacer forming material, improves withstand voltage characteristics and display quality, and manufactures a spacer structure used in the image display device. A method and a mold are provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image display device according to an aspect of the present invention includes a first substrate on which a fluorescent screen is formed, a first substrate on which a fluorescent screen is formed, and a fluorescent substrate. A second substrate provided with a plurality of exciting electron emission sources; and a spacer structure provided between the first and second substrates, wherein the spacer structure faces the first and second substrates. And a plate-like grid having a plurality of electron beam passage holes facing the electron emission sources, respectively, and a plurality of spacers erected on the grid, each spacer being an adhesive component And the width of the bleeding of the spacer forming material that bleeds from the base end of the spacer on the grid side to the grid surface is 0 to the diameter of the base end of the spacer. It is characterized by a%.
[0012]
In addition, a first substrate on which a fluorescent screen according to an aspect of the present invention is formed, and a plurality of electron emission sources that are arranged to face the first substrate with a predetermined gap therebetween and that excite the fluorescent screen are provided. A manufacturing method for manufacturing the spacer structure in an image display device having a second substrate and a spacer structure provided between the first and second substrates. A grid and a plate-shaped mold having a plurality of through holes for forming spacers are prepared, and the mold is brought into close contact with at least one surface of the grid to form an assembly. A filler is applied from the outside of the forming die configured to fill the gap between the grid and the forming die, and after the filling material is applied, a through hole of the forming die is filled with a spacer forming material, and the through hole is filled. The above filled After solidifying the p o forming material to form spacers on said grid, it is characterized in that to release the mold.
[0013]
Further, in the method of manufacturing a spacer structure according to the aspect of the present invention, a plate-like grid having a plurality of electron beam passage holes and a plate-like mold having a plurality of through holes for forming a spacer are prepared. A filler is applied to the surface of the mold, and the mold is brought into close contact with at least one surface of the grid with the applied filler interposed therebetween, and a gap between the grid and the mold is formed. An assembly is formed in a state filled with a filler, a spacer forming material is filled in the through hole of the molding die forming the assembly, and the spacer forming material filled in the through hole is solidified to form the grid. The method is characterized in that the mold is released after the spacer is formed thereon.
[0014]
A mold according to an embodiment of the present invention includes a first substrate on which a phosphor screen is formed, and a plurality of electron emission sources that are arranged to face the first substrate with a predetermined gap therebetween and that excite the phosphor screen. In a mold used for manufacturing the spacer structure in an image display device including a second substrate provided and a spacer structure provided between the first and second substrates, a plurality of through holes for forming a spacer. Are formed, and a filler layer applied to at least the entire surface of the mold body that is in close contact with the grid and having elasticity.
[0015]
According to the image display device, the manufacturing method of the spacer structure, and the molding die configured as described above, when manufacturing the spacer structure, the gap between the grid and the molding die is filled with a filler, so that the spacer on the grid is formed. Bleeding of the forming material can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the generation of electric discharge and the adverse effect on the electron beam due to the bleeding of the spacer forming material, and obtain an image display device with improved withstand voltage characteristics and display quality.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a surface conduction electron-emitting device (hereinafter, referred to as an SED), which is a type of FED, as a flat image display device will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED includes a first substrate 10 and a second substrate 12, each of which is formed of a rectangular glass plate, and these substrates are separated by a gap of about 1.0 to 2.0 mm. Corresponding arrangement. Then, the first substrate 10 and the second substrate 12 are joined to each other via a rectangular side wall 14 made of glass to form a flat vacuum envelope 15 whose inside is maintained in a vacuum. .
[0017]
A phosphor screen 16 functioning as a phosphor screen is formed on the inner surface of the first substrate 10. The phosphor screen 16 is configured by arranging phosphor layers R, G, and B that emit red, blue, and green light, and the light-shielding layer 11, and these phosphor layers are formed in stripes or dots. A metal back 17 made of aluminum or the like and a getter film 19 are sequentially formed on the phosphor screen 16.
[0018]
On the inner surface of the second substrate 12, a large number of surface conduction electron-emitting devices 18 each emitting an electron beam are provided as electron sources for exciting the phosphor layers R, G, and B of the phosphor screen 16. . These electron-emitting devices 18 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel. Each of the electron-emitting devices 18 includes an electron-emitting portion (not shown), a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron-emitting portion, and the like. On the inner surface of the second substrate 12, a number of wirings 21 for supplying a potential to the electron-emitting devices 18 are provided in a matrix shape, and the ends of the wirings 21 are drawn out of the vacuum envelope 15.
[0019]
The side wall 14 functioning as a bonding member is sealed to the peripheral portion of the first substrate 10 and the peripheral portion of the second substrate 12 by a sealing material 20 such as a low melting point glass or a low melting point metal. Are joined.
[0020]
As shown in FIGS. 2 to 4, the SED includes a spacer structure 22 disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12. In the present embodiment, the spacer structure 22 is composed of a grid 24 made of a rectangular metal plate, and a number of columnar spacers integrally provided on both sides of the grid.
[0021]
More specifically, the grid 24 has a first surface 24a facing the inner surface of the first substrate 10 and a second surface 24b facing the inner surface of the second substrate 12, and is arranged in parallel with these substrates. A large number of electron beam passage holes 26 and a plurality of spacer openings 28 are formed in the grid 24 by etching or the like. The electron beam passage holes 26 are arranged to face the electron-emitting devices 18, respectively, and transmit the electron beams emitted from the electron-emitting devices. The spacer openings 28 are located between the electron beam passage holes 26 and are arranged at a predetermined pitch. The spacer opening 28 is formed, for example, in a circular shape having a diameter of about 0.2 to 0.5 mm.
[0022]
The grid 24 is formed of, for example, an iron-nickel-based metal plate to a thickness of 0.1 to 0.5 mm. On the surface of the grid 24, an oxide film made of an element constituting the metal plate, for example, an oxide film made of Fe ₃ O ₄ or NiFe ₂ O ₄ is formed. The surfaces 24a and 24b of the grid 24 and the wall surface of each electron beam passage hole 26 are covered with a high resistance film 40 having a discharge current limiting effect. The high resistance film 40 is formed of a high resistance material containing glass as a main component, and has a resistance value of 1 × 10 ⁸ to 1 × 10 ¹⁵ Ω / □.
[0023]
On the first surface 24a of the grid 24, a first spacer 30a is integrally provided upright so as to overlap with each of the spacer openings 28. The tip of the first spacer 30a is in contact with the inner surface of the first substrate 10 via the getter film 19, the metal back 17, and the light shielding layer 11 of the phosphor screen 16. On the second surface 24b of the grid 24, a second spacer 30b is erected integrally with each spacer opening 28 so as to overlap. The tip of the second spacer 30b is in contact with the inner surface of the second substrate 12. Here, the tip of each second spacer 30 b is located on the wiring 21 provided on the inner surface of the second substrate 12.
[0024]
As shown in FIG. 5, each of the first and second spacers 30a and 30b is formed in a tapered shape whose diameter decreases from the grid 24 side toward the extending end. For example, each of the first spacers 30a is formed such that the diameter d1 of the base end located on the grid 24 side is about 0.4 mm, the diameter of the extension end is about 0.3 mm, and the height is about 0.6 mm. Each of the second spacers 30b is formed such that the diameter d2 at the base end located on the grid 24 side is about 0.4 mm, the diameter at the extension end is about 0.25 mm, and the height is about 0.8 mm. As described above, the diameters of the base ends of the first and second spacers 30a are both set to be larger than the diameter of the spacer opening 28.
[0025]
As described later, the first and second spacers are formed of a spacer forming material. Then, on the surface of the grid 24, the width of the bleeding of the spacer forming material bleeding from the base end of the first spacer 30a to the first surface 24a of the grid is 0 to 5 of the diameter d1 of the base end of the first spacer. %. In the present embodiment, the width of the blur is zero. Similarly, the width of the bleeding of the spacer forming material from the base end of the second spacer 30b onto the second surface 24b of the grid 24 is 0 to 5% of the diameter d2 of the base end of the second spacer. . In the present embodiment, the width of the blur is zero.
[0026]
Each spacer opening 28 and the first and second spacers 30a and 30b are aligned with each other, and the first and second spacers are integrally connected to each other through the spacer opening 28. Thus, the first and second spacers 30a, 30b are formed integrally with the grid 24 with the grid 24 sandwiched from both sides.
[0027]
The spacer structure 22 configured as described above is provided between the first substrate 10 and the second substrate 12. The first and second spacers 30a and 30b contact the inner surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 12 to support the atmospheric load acting on these substrates, and to set the distance between the substrates to a predetermined value. Has been maintained.
[0028]
The SED includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the grid 24 and the metal back 17 of the first substrate 10. The voltage supply unit is connected to the grid 24 and the metal back 17, respectively, and applies, for example, a voltage of 12 kV to the grid 24 and a voltage of 10 kV to the metal back 17. When an image is displayed in the SED, an anode voltage is applied to the phosphor screen 16 and the metal back 17, and the electron beam emitted from the electron-emitting device 18 is accelerated by the anode voltage to collide with the phosphor screen 16. . Thereby, the phosphor layer of the phosphor screen 16 is excited to emit light, and an image is displayed.
[0029]
Next, a method of manufacturing the SED configured as described above will be described. First, a method for manufacturing the spacer structure 22 will be described.
As shown in FIG. 6, when manufacturing the spacer structure 22, first, a grid 24 having a predetermined size, a first mold 36a and a second mold 36b having a rectangular plate shape having substantially the same dimensions as the grid are prepared. I do. In this case, after a metal plate made of Fe-50% Ni and having a thickness of 0.12 mm is degreased, washed and dried, an electron beam passage hole 26 and a spacer opening 28 are formed by etching to form the grid 24. Then, after oxidizing the entire grid 24, an insulating film is formed on the grid surface including the inner surfaces of the electron beam passage holes 26 and the spacer openings 28. Further, a solution in which fine particles of tin oxide and antimony oxide are dispersed is spray-coated on the insulating film, dried and fired to form a high-resistance film.
[0030]
The first mold 36a functioning as a first mold has a large number of through holes 40a for forming the first spacer 30a, and these through holes 40a are arranged corresponding to the spacer openings 28 of the grid 24. Have been. Similarly, the second mold 36b functioning as a second mold has a large number of through holes 40b for forming the second spacer 30b, and these through holes 40b correspond to the spacer openings 28 of the grid 24. Are arranged.
[0031]
The first mold 36a is formed by laminating a plurality of, for example, three metal thin plates. Each thin metal plate is made of an iron-based metal plate having a thickness of 0.25 to 0.3 mm, and has a plurality of tapered through holes. And the through-hole formed in each of the metal thin plates has a different diameter from the through-holes formed in the other metal thin plates. These three thin metal plates are stacked in a state in which the through holes are substantially coaxially aligned, and are arranged in a state where the through holes are arranged in order from the larger diameter, and are diffusion bonded in a vacuum or in a reducing atmosphere. ing. Thereby, the first mold 32 having a thickness of 1.25 to 1.5 mm as a whole is formed, and each through-hole is defined by combining three through-holes and has a stepped tapered inner peripheral surface. are doing. On the other hand, similarly to the first mold 36a, the second mold 36b is formed by stacking, for example, five thin metal plates, and each through hole formed in the second mold is formed by two tapered through holes. It has a defined, stepped tapered inner peripheral surface.
[0032]
Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8, the first mold 36 a is brought into close contact with the first surface 24 a of the grid in a state where each through hole 40 a is positioned so as to be aligned with the spacer opening 28 of the grid 24. . Similarly, the second mold 36b is brought into close contact with the second surface 24b of the grid in a state where each through hole 40b is positioned so as to be aligned with the spacer opening 28 of the grid 24. Then, the first mold 36a, the grid 24, and the second mold 36b are held in a state in which they are in close contact with each other by a clamp mechanism described later. As a result, an assembly 42 composed of the grid 24, the first mold 36a, and the second mold 36b is formed, and this assembly includes a large number of through holes 40a, spacer openings 28, and through holes 40b. A hole 44 is formed.
[0033]
Next, a release agent 41 as a filler is applied by spraying from outside the first and second molds 36a and 36b constituting the assembly 42. The release agent 41 penetrates into the gap between the first surface 24a of the grid 24 and the first molding die 36a and the gap between the second surface 24b of the grid and the second molding die 36b to fill these gaps. Further, by spraying the release agent 41, the release agent 41 is applied to the inner surfaces of the through holes 40a, 40b of the first and second molds 36a, 36b with a thickness of, for example, 10 μm. Here, as the release agent 41, for example, a resin that is thermally decomposed at a lower temperature than a binder component of a spacer forming material described later is used. Note that the release agent on the inner surface of each of the through holes 40a and 40b may be applied in advance before forming the assembly 42.
[0034]
Subsequently, as shown in FIG. 9, for example, the assembly 42 is held substantially horizontally in a state where the second mold 36b is positioned below, and the center axis of each through-hole 44 extends substantially along the vertical direction. Set to. In this state, using the filling head 45, the paste-like spacer forming material 46 is supplied from the outer surface side of the second die 36b, that is, from the lower surface side of the assembly 42, and the through holes 44 are supplied from above to below. Is filled with a spacer forming material at a constant pressure. As the spacer forming material 46, a glass paste containing at least an ultraviolet curable binder (organic component), an adhesive component and a glass filler is used.
[0035]
When filling the spacer forming material 46, an appropriate amount of the spacer forming material 46 protrudes from both ends of the through hole 44, that is, an appropriate amount of the spacer forming material 46 protrudes from the outer end of the through hole 40a and the outer end of the through hole 40b. To fill. Also, the gap between the first surface 24a of the grid 24 and the first molding die 36a and the gap between the second surface 24b of the grid and the second molding die 36b are filled with the mold release agent 41, so they are filled. The spacer forming material does not seep out from the through holes 44 between the first surface 24a of the grid 24 and the first molding die 36a and between the second surface 24b of the grid and the second molding die 36b. After filling, the outer surface of the first mold 36a and the outer surface of the second mold 36b are scanned by the squeegee 50, respectively, and the spacer forming material 46 protruding from the through holes 40a, 40b to the outer surface side of the first and second molds. Scrape off.
[0036]
Subsequently, as shown in FIG. 11, the filled spacer forming material 46 is irradiated with ultraviolet rays (UV) as radiation from the outer surface sides of the first mold 36a and the second mold 36b, and the spacer forming material is made to be UV. Let it cure. At that time, heat curing may be performed if necessary. Thereby, the first spacer 30a and the second spacer 30b are formed on the first surface 24a and the second surface 24b of the grid 24.
[0037]
Next, as shown in FIG. 12, the first mold 36a and the second mold 36b are separated from the grid 24. After that, the grid 24 provided with the first and second spacers 30a and 30b is heat-treated in a heating furnace to remove the binder from the spacer forming material, and thereafter, is fired at about 500 to 550 ° C. for 30 minutes to 1 hour. I do. Thereby, the spacer structure 22 in which the first and second spacers 30a and 30b are formed on the grid 24 is obtained.
[0038]
On the other hand, in the manufacture of the SED, the first substrate 10 provided with the phosphor screen 16 and the metal back 17 in advance and the second substrate provided with the electron-emitting devices 18 and the wirings 21 and having the side wall 14 bonded thereto. 12 are prepared.
[0039]
Subsequently, the spacer structure 22 obtained as described above is positioned and arranged on the second substrate 12. In this state, the first substrate 10, the second substrate 12, and the spacer structure 22 are arranged in a vacuum chamber, and the inside of the vacuum chamber is evacuated. Then, after the getter film 19 is formed on the metal back 17, the first substrate is joined to the second substrate via the side wall 14. Thus, an SED provided with the spacer structure 22 is manufactured.
[0040]
According to the method of manufacturing the SED and the spacer structure configured as described above, when manufacturing the spacer structure, the gap between the grid 24 and the first and second molds 36a and 36b is filled with the filler, so that the grid is formed. The bleeding of the spacer-forming material thereon can be suppressed. Thus, the width of the bleeding of the spacer forming material from the base end of each spacer onto the grid surface can be set to a range of 0 to 5% of the diameter of the base end of the spacer and substantially zero. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of discharge due to the bleeding of the spacer forming material, and to improve the withstand voltage characteristics of the SED. At the same time, it is possible to prevent the orbital deviation of the electron beam due to the charging of the bleeding portion, to improve the landing characteristics and the luminance of the electron beam, and as a result, it is possible to obtain an SED with improved display quality.
[0041]
Next, a method of manufacturing a spacer structure according to another embodiment of the present invention will be described. According to the present embodiment, as shown in FIG. 13, a grid 24 having a predetermined size, a first mold 36a and a second mold 36b each having a rectangular plate shape having substantially the same dimensions as the grid are prepared. Electron beam passage holes 26 and spacer openings 28 are formed in the grid 24 by etching.
[0042]
The first mold 36a functioning as a mold body of the first molding die has a large number of through holes 40a for forming the first spacer 30a, and these through holes 40a correspond to the spacer openings 28 of the grid 24. Are arranged. A release agent 41 is applied as a filler to the surface of the first mold 36a facing the grid 24 and to the inner surface of each through hole 40a to form a filler layer having a thickness of, for example, 10 μm. This filler layer desirably has elasticity.
[0043]
Similarly, the second mold 36b functioning as the mold body of the second molding die has a large number of through holes 40b for molding the second spacer 30b, and these through holes 40b are formed by opening the spacers of the grid 24. 28 are arranged. A release agent 41 is applied as a filler on the surface of the second mold 36b facing the grid 24 and on the inner surface of each through hole 40b to form a filler layer having a thickness of 10 μm. This filler layer desirably has elasticity. The release agent on the inner surface of each of the through holes 40a and 40b may be separately applied.
[0044]
Subsequently, as shown in FIG. 14, the first mold 36a to which the release agent 41 has been applied is positioned in such a manner that each through-hole 40a is aligned with the spacer opening 28 of the grid 24, and the first mold 36a is positioned on the first mold 36a. Closely contact the surface 24a. Similarly, the second mold 36b to which the release agent 41 has been applied is brought into close contact with the second surface 24b of the grid in a state where each through hole 40b is positioned so as to be aligned with the spacer opening 28 of the grid 24. Then, the first mold 36a, the grid 24, and the second mold 36b are held in a state in which they are in close contact with each other by a clamp mechanism described later. As a result, an assembly 42 composed of the grid 24, the first mold 36a, and the second mold 36b is formed, and this assembly includes a large number of through holes 40a, spacer openings 28, and through holes 40b. A hole 44 is formed. At the same time, the gap between the first surface 24a of the grid 24 and the first mold 36a and the gap between the second surface 24b of the grid and the second mold 36b are filled with the release agent 41.
[0045]
After that, similarly to the above-described embodiment, each through hole 44 of the assembly 42 is filled with the spacer forming material. At this time, since the gap between the first surface 24a of the grid 24 and the first molding die 36a and the gap between the second surface 24b of the grid and the second molding die 36b are filled with the release agent 41, they are filled. The spacer forming material 46 does not seep out from the through holes 44 between the first surface 24a of the grid 24 and the first molding die 36a and between the second surface 24b of the grid and the second molding die 36b. After filling, the squeegee scrapes off the spacer forming material 46 which has protruded to the outer surfaces of the first and second molds.
[0046]
Next, the filled spacer forming material is irradiated with ultraviolet light (UV) to cure the spacer forming material by UV, and the first spacer 30a and the second spacer 30b are formed on the first surface 24a and the second surface 24b of the grid 24. Mold. Thereafter, the first mold 36a and the second mold 36b are separated from the grid 24, and the grid 24 provided with the first and second spacers 30a and 30b is heat-treated in a heating furnace and baked to form a spacer. A structure 22 is obtained.
[0047]
Other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. In the other embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described embodiment can be obtained.
[0048]
In the above-described embodiment, the grid 24 is provided with the spacer opening 28, and the first and second spacers 30a and 30b are formed so as to overlap the spacer opening. However, as shown in FIG. The spacers 30a and 30b may be provided directly on the surface of the grid without providing holes. Further, the grid structure may include a grid and a first spacer, and the second spacer may be formed on the second substrate 12. In any case, the spacer structure can be manufactured using the same manufacturing method as in the above-described embodiment, and the same operation and effect as those in the above-described embodiment can be obtained.
[0049]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements in an implementation stage without departing from the scope of the invention. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Further, components of different embodiments may be appropriately combined.
[0050]
In addition, for example, the diameter and height of the spacer, dimensions and materials of other components are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately selected as needed. Similarly, the material for forming the spacer and the filling conditions can be variously selected as necessary. Further, the present invention is not limited to the one using the surface conduction electron-emitting device as the electron source, but is also applicable to an image display device using another electron source such as a field emission type or a carbon nanotube.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an image display device in which bleeding of a spacer forming material is suppressed, withstand voltage characteristics and display quality are improved, a method of manufacturing a spacer structure used in the image display device, and molding Types can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an SED according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the SED taken along a line AA in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the SED.
FIG. 4 is a perspective view showing a spacer structure in the SED.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a part of the spacer structure.
FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing process of the spacer structure.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a grid and a mold are brought into close contact with each other to form an assembly in the manufacturing process of the spacer structure.
FIG. 8 is a sectional view showing a step of applying a filler to a gap portion of the assembly.
FIG. 9 is a sectional view showing a step of filling a through hole of the assembly with a spacer forming material.
FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the assembly in the filling step.
FIG. 11 is a sectional view showing a step of curing the spacer forming material.
FIG. 12 is a sectional view showing a manufacturing process of the spacer structure.
FIG. 13 is a sectional view showing a molding die and a grid used in a method of manufacturing a spacer structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a process of manufacturing a spacer structure according to another embodiment.
FIG. 15 is a sectional view showing an SED according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: first substrate, 12: second substrate, 14: side wall,
15: vacuum envelope, 16: phosphor screen, 18: electron-emitting device,
22: spacer structure, 24: grid, 26: electron beam passage hole,
28 ... spacer opening, 30a ... first spacer, 30b ... second spacer,
36a: first mold, 36b: second mold, 40a, 40b: through-hole,
41: mold release agent, 46: spacer forming material

Claims (8)

蛍光面が形成された第１基板と、
上記第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上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、
上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備え、
上記スペーサ構体は、上記第１および第２基板に対向しているとともに、それぞれ上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た板状のグリッドと、上記グリッド上に立設された複数のスペーサと、を有し、
各スペーサは接着剤成分を含むスペーサ形成材料により形成されているとともに、各スペーサの上記グリッド側の基端から上記グリッド表面上に滲みでた上記スペーサ形成材料の滲みの幅は、上記スペーサ基端部の径の０〜５％であることを特徴とする画像表示装置。A first substrate on which a phosphor screen is formed;
A second substrate provided with a plurality of electron emission sources that are arranged to face the first substrate with a predetermined gap therebetween and that excites the phosphor screen;
A spacer structure provided between the first and second substrates,
The spacer assembly is opposed to the first and second substrates, and has a plate-shaped grid having a plurality of electron beam passage holes respectively opposed to the electron emission source, and is erected on the grid. And a plurality of spacers,
Each spacer is formed of a spacer-forming material containing an adhesive component, and the width of the bleeding of the spacer-forming material that bleeds from the base end of the spacer on the grid side to the grid surface is equal to the spacer base end. An image display device characterized by having a diameter of 0 to 5% of the diameter of the part. 蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体を製造する製造方法において、
複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の成形型を用意し、
上記成形型を上記グリッドの少なくとも一方の表面に密着させて組立体を構成し、
上記組立体を構成した成形型の外側から充填材を塗布し、上記グリッドと成形型との隙間を埋め、
上記充填材の塗布後、上記成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、
上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上にスペーサを形成した後、上記成形型を離型することを特徴としたスペーサ構体の製造方法。A first substrate on which a fluorescent screen is formed, a second substrate which is disposed to face the first substrate at a predetermined gap and has a plurality of electron emission sources for exciting the fluorescent screen, A method for manufacturing the spacer structure in an image display device including a spacer structure provided between the first and second substrates;
Prepare a plate-shaped grid having a plurality of electron beam passage holes, and a plate-shaped mold having a plurality of through holes for spacer formation, respectively.
An assembly is formed by bringing the mold into close contact with at least one surface of the grid,
A filler is applied from the outside of the mold forming the assembly, filling the gap between the grid and the mold,
After the application of the filler, filling the spacer forming material into the through holes of the mold,
A method for manufacturing a spacer structure, comprising solidifying the spacer forming material filled in the through hole to form a spacer on the grid, and then releasing the mold. 蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体を製造する製造方法において、
複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の成形型を用意し、
上記成形型の表面に充填材を塗布し、
上記塗布された充填材を間に挟んで上記成形型を上記グリッドの少なくとも一方の表面に密着させ、上記グリッドと成形型との隙間を上記充填材により埋めた状態で組立体を構成し、
上記組立体を構成した上記成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、
上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上にスペーサを形成した後、上記成形型を離型することを特徴としたスペーサ構体の製造方法。A first substrate on which a fluorescent screen is formed, a second substrate which is disposed to face the first substrate at a predetermined gap and has a plurality of electron emission sources for exciting the fluorescent screen, A method for manufacturing the spacer structure in an image display device including a spacer structure provided between the first and second substrates;
Prepare a plate-shaped grid having a plurality of electron beam passage holes, and a plate-shaped mold having a plurality of through holes for spacer formation, respectively.
Applying a filler to the surface of the mold,
The mold is brought into close contact with at least one surface of the grid with the applied filler interposed therebetween, and an assembly is formed in a state in which a gap between the grid and the mold is filled with the filler.
Filling the through holes of the mold forming the assembly with a spacer forming material,
A method for manufacturing a spacer structure, comprising solidifying the spacer forming material filled in the through hole to form a spacer on the grid, and then releasing the mold. 蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体を製造する製造方法において、
第１および第２表面、並びに複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の第１成形型および第２成形型を用意し、
上記第１および第２成形型を上記グリッドの第１および第２表面にそれぞれ密着させて組立体を構成し、
上記組立体を構成した第１および第２成形型の外側から充填材を塗布し、上記グリッドと第１成形型との隙間、および上記グリッドと第２成形型との隙間を埋め、
上記充填材の塗布後、上記第１および第２成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、
上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上に第１および第２スペーサを形成した後、上記第１および第２成形型を離型することを特徴としたスペーサ構体の製造方法。A first substrate on which a fluorescent screen is formed, a second substrate which is disposed to face the first substrate at a predetermined gap and has a plurality of electron emission sources for exciting the fluorescent screen, A method for manufacturing the spacer structure in an image display device including a spacer structure provided between the first and second substrates;
A plate-like grid having first and second surfaces, a plurality of electron beam passage holes, and plate-like first and second molds each having a plurality of through holes for forming a spacer are prepared. And
An assembly is formed by bringing the first and second molds into close contact with the first and second surfaces of the grid, respectively.
A filler is applied from the outside of the first and second molds constituting the assembly to fill a gap between the grid and the first mold and a gap between the grid and the second mold,
After the application of the filler, the through holes of the first and second molds are filled with a spacer forming material,
The first and second molds are released after the first and second spacers are formed on the grid by solidifying the spacer forming material filled in the through holes, and then releasing the first and second molds. Production method. 蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体を製造する製造方法において、
第１および第２表面、並びに複数の電子ビーム通過孔を有した板状のグリッドと、それぞれスペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の第１成形型および第２成形型を用意し、
上記第１および第２成形型の表面に充填材を塗布し、
上記塗布された充填材を間に挟んで上記第１および第２成形型を上記グリッドの第１および第２表面にそれぞれ密着させ、上記グリッドと第１成形型との隙間、および上記グリッドと第２成形型との隙間を上記充填材により埋めた状態で組立体を構成し、
上記組立体を構成した上記第１および第２成形型の透孔にスペーサ形成材料を充填し、
上記透孔に充填された上記スペーサ形成材料を固化させて上記グリッド上に第１および第２スペーサを形成した後、上記第１および第２成形型を離型することを特徴としたスペーサ構体の製造方法。A first substrate on which a fluorescent screen is formed, a second substrate which is disposed to face the first substrate at a predetermined gap and has a plurality of electron emission sources for exciting the fluorescent screen, A method for manufacturing the spacer structure in an image display device including a spacer structure provided between the first and second substrates;
A plate-like grid having first and second surfaces, a plurality of electron beam passage holes, and plate-like first and second molds each having a plurality of through holes for forming a spacer are prepared. And
Applying a filler to the surfaces of the first and second molds,
The first and second molds are brought into close contact with the first and second surfaces of the grid, respectively, with the applied filler interposed therebetween, and the gap between the grid and the first mold, and the grid and the (2) An assembly is formed in a state in which a gap with the mold is filled with the filler.
Filling the through holes of the first and second molds constituting the assembly with a spacer forming material,
The first and second molds are released after the first and second spacers are formed on the grid by solidifying the spacer forming material filled in the through holes, and then releasing the first and second molds. Production method. 上記グリッドに複数のスペーサ開孔を形成し、
上記第１成形型の透孔、グリッドのスペーサ開孔、および第２成形型の透孔が整列した状態で、上記グリッドの第１および第２表面に上記第１および第２成形型をそれぞれ密着させ、それぞれ上記第１成形型の透孔、グリッドのスペーサ開孔、および第２成形型の透孔からなる複数の貫通孔を備えた組立体を構成し、
上記各貫通孔の一端側から上記スペーサ形成材料を充填することを特徴とする請求項４又は５に記載のスペーサ構体の製造方法。Forming a plurality of spacer holes in the grid,
The first and second molds are brought into close contact with the first and second surfaces of the grid, respectively, in a state where the through holes of the first mold, the spacer openings of the grid, and the through holes of the second mold are aligned. And an assembly having a plurality of through-holes, each of which includes the above-described first forming die through hole, grid spacer opening, and second forming die through hole,
The method for manufacturing a spacer structure according to claim 4, wherein the spacer forming material is filled from one end of each of the through holes. 上記充填材をスプレーにより塗布することを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載のスペーサ構体の製造方法。The method for producing a spacer structure according to any one of claims 2 to 6, wherein the filler is applied by spraying. 蛍光面が形成された第１基板と、上記第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上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、上記第１および第２基板の間に設けられたスペーサ構体とを備えた画像表示装置における上記スペーサ構体の製造に用いる成形型において、スペーサ形成用の複数の透孔が形成された板状の型本体と、この型本体の少なくとも上記グリッドと密着する方の表面全体に塗布され弾性を有した充填材層とを備えたことを特徴とする成形型。A first substrate on which a phosphor screen is formed, a second substrate provided to face the first substrate with a predetermined gap therebetween, and provided with a plurality of electron emission sources for exciting the phosphor screen, In a molding die used for manufacturing the spacer structure in an image display device having a spacer structure provided between the first and second substrates, a plate-shaped mold body having a plurality of through holes for forming a spacer is provided. And a filler layer coated on at least the entire surface of the mold body which is in close contact with the grid and having elasticity.

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