JP2005100843A - Image display device, and method for manufacturing spacer structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スペーサ構体を備えた平面表示装置等の画像表示装置、および画像表示装置に用いるスペーサ構体の製造方法に関する。 The present invention relates to an image display device such as a flat display device provided with a spacer structure, and a method for manufacturing a spacer structure used in the image display device.
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・ディスプレイ(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。 2. Description of the Related Art In recent years, various flat-type 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, a surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as SED) is being developed as a type of field emission display (hereinafter referred to as FED) that functions as a flat display device.
このSEDは、所定の間隔をおいて対向配置された前面基板および背面基板を備え、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。前面基板の内面には3色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、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。 The SED includes a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other at a predetermined interval, and these substrates constitute a vacuum envelope by bonding peripheral portions to each other through rectangular side walls. . Three color phosphor layers are formed on the inner surface of the front substrate, and on the inner surface of the rear substrate, a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged as an electron source for exciting the phosphor. Each electron-emitting device includes an electron-emitting portion and a pair of electrodes that apply a voltage to the electron-emitting portion.
前記のようなSEDにおいて、前面基板および背面基板間の空間、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、前面基板と背面基板間は真空であるため、前面基板、背面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。 In the SED as described above, it is important that the space between the front substrate and the rear 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 lifetime of the electron-emitting device, and hence the lifetime of the device, is reduced. Moreover, since the space between the front substrate and the rear substrate is a vacuum, atmospheric pressure acts on the front substrate and the rear 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.
スペーサを前面基板および背面基板の全面に渡って配置するためには、前面基板の蛍光体、背面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、前面基板および背面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。 In order to arrange the spacer over the entire surface of the front substrate and the rear substrate, an extremely thin plate-like spacer or a very thin columnar spacer is required so as not to contact the phosphor of the front substrate and the electron-emitting device of the rear substrate. Become. In addition, since these spacers must be installed very close to the electron-emitting device, an insulator material must be used as the spacer. At the same time, when the thinning of the front substrate and the rear substrate is studied, more spacers are required and the manufacturing becomes more difficult.
このようなスペーサの製造方法として、酸や塩基に可溶な材質のスペーサ成形型にガラスペーストを充填し硬化した後、成形型を溶解する方法が提案されている(例えば、特許文献1)
しかしながら、前記のような製造方法において、スペーサ成形型はスペーサの成形後に溶解され、いわゆる使い捨ての成形型であるため、スペーサの製造コスト上昇が避けられない。また、スペーサは真空環境で使用する部品であるため、スペーサ成形型の溶解過程におけるスペーサへのダメージや汚染が大きな問題となる。 However, in the manufacturing method as described above, since the spacer mold is melted after the spacer is molded and is a so-called disposable mold, an increase in the manufacturing cost of the spacer is inevitable. In addition, since the spacer is a component used in a vacuum environment, damage and contamination to the spacer during the melting process of the spacer mold become a serious problem.
また、前面基板と背面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ペーサに衝突し、スペーサが帯電する。この場合、電子放出素子から放出された電子ビームはスペ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いう問題がある。また、スペーサ表面で放電が発生し、表示装置全体の耐電圧性が低下するという問題もある。 In addition, when the space between the front substrate and the rear substrate is narrow, secondary electrons and reflected electrons generated on the phosphor screen collide with the spacer disposed between the substrates, and the spacer is charged. In this case, the electron beam emitted from the electron-emitting device is attracted to the spacer and deviates from the original trajectory. As a result, there is a problem that electron beam mislanding occurs in the phosphor layer and the color purity of the display image is deteriorated. In addition, there is a problem that discharge occurs on the spacer surface and the voltage resistance of the entire display device is lowered.
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサのダメージや汚染を生じるこがなく、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置、およびこの画像表示装置に用いるスペーサ構体を安価に製造することが可能なスペーサ構体の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image display device having improved withstand voltage characteristics and display quality without causing damage or contamination of the spacer, and a spacer used in the image display device. An object of the present invention is to provide a spacer structure manufacturing method capable of manufacturing a structure at low cost.
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、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、前記第1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ペーサ構体とを備え、
前記スペーサ構体は、前記第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た板状のグリッドと、前記グリッドの少なくとも一方の表面上に立設された複数のスペーサと、を有し、前記スペーサは、前記グリッドから延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部および第1段部よりも径の小さな第2段部を有している。
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 an image display surface is formed, a first substrate, and a predetermined gap between the first substrate and the image display. A second substrate provided with a plurality of electron emission sources for exciting the surface, and a spacer structure provided between the first and second substrates for supporting an atmospheric pressure load acting on the first and second substrates. Prepared,
The spacer structure is opposed to the first and second substrates, and has a plate-like grid having a plurality of electron beam passage holes opposed to the electron emission sources, and on at least one surface of the grid A plurality of spacers erected on the grid, wherein the spacers are alternately stacked from the grid toward the extending end and have a large diameter first step portion and a first step portion having a smaller diameter than the first step portion. It has two steps.
この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、複数のビーム通過孔を有した板状のグリッドと、前記グリッドの表面上に立設されているとともに、それぞれ前記グリッドから延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部および第1段部よりも径の小さな第2段部を有した複数のスペーサと、を備え、画像表示装置に用いられるスペーサ構体の製造方法において、
複数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドを用意し、
複数のスペーサ形成孔と、各スペーサ形成孔の周囲に位置し前記スペーサに対応した第1および第2段部を有したスペーサ形成孔を規定しているとともに弾性変形可能な紫外線透過材料で形成された複数の孔形成部と、を備えた成形型を用意し、
前記成形型の各スペーサ形成孔に紫外線硬化性を有したスペーサ形成材料を充填し、
前記スペーサ形成材料が充填された成形型を前記グリッドの表面に密着させて成形型およびグリッドからなる組立体を形成し、
前記組立体の成形型を通して前記スペーサ形成材料に紫外線を照射し、前記スペーサ形成材料を硬化させ、
前記孔形成部を弾性変形させながら前記成形型を前記グリッドから離型し、前記硬化したスペーサ形成材料をグリッド上に設置することを特徴としている。
An image display device manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a plate-like grid having a plurality of beam passage holes, and standing on the surface of the grid, each extending from the grid. A large-diameter first step portion and a plurality of spacers having a second step portion having a smaller diameter than the first step portion, and a spacer structure for use in an image display device. In the method
Prepare a plate-like grid with multiple beam passage holes,
A plurality of spacer forming holes and a spacer forming hole having a first step and a second step portion corresponding to the spacer are defined around each spacer forming hole and are formed of an ultraviolet-transparent material that is elastically deformable. A plurality of hole forming portions, and a mold having
Filling each spacer forming hole of the mold with an ultraviolet curable spacer forming material,
A molding die filled with the spacer forming material is brought into close contact with the surface of the grid to form an assembly comprising the molding die and the grid;
Irradiating the spacer forming material with ultraviolet rays through the mold of the assembly, curing the spacer forming material,
The mold is released from the grid while elastically deforming the hole forming portion, and the hardened spacer forming material is placed on the grid.
前記のように構成された画像表示装置によれば、スペーサ表面に対する反射電子、2次電子の衝突を抑制し、スペーサの帯電に起因する耐放電電圧の低下および電子ビーム軌道の偏移を抑制することができる。これにより、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置が得られる。また、上記構成の製造方法によれば、第1および第2段差部を有し表面が凹凸のスペーサを形成する場合においても、孔形成部の弾性変形により成形型を容易に離型することができ、成形型を溶解する必要がない。そのため、スペーサのダメージや汚染を生じるこがなく、画像表示装置に用いるスペーサ構体を安価に製造することが可能となる。 According to the image display device configured as described above, collision of reflected electrons and secondary electrons with the spacer surface is suppressed, and a decrease in discharge withstand voltage and deviation of the electron beam trajectory due to the charging of the spacer are suppressed. be able to. As a result, an image display device with improved withstand voltage characteristics and display quality can be obtained. Further, according to the manufacturing method having the above-described configuration, even when the first and second stepped portions are formed and the surface is uneven, the mold can be easily released by elastic deformation of the hole forming portion. And there is no need to dissolve the mold. Therefore, the spacer is not damaged or contaminated, and the spacer structure used in the image display apparatus can be manufactured at low cost.
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)に適用した第1の実施形態について詳細に説明する。
図1ないし図3に示すように、SEDは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第1基板10および第2基板12を備え、これらの基板は約1.0〜2.0mmの隙間をおいて対向配置されている。第1基板10および第2基板12は、ガラスからなる矩形枠状の側壁14を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器15を構成している。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。
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as SED), which is a kind of FED, as a flat-type image display device will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED includes a
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。
A
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。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。
On the inner surface of the
第1基板10および第2基板12の間にはスペーサ構体22が配設されている。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、を備えている。
詳細に述べると、図2ないし図5に示すように、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。
A
Specifically, as shown in FIGS. 2 to 5, the
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の表面は、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Fe3O4、NiFe2O4からなる酸化膜によって被覆されている。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。
The
グリッド24の第1表面24a上には、第1スペーサ30aが一体的に立設され、隣合う電子ビーム通過孔26間に位置している。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。グリッド24の第2表面24b上には、第2スペーサ30bが一体的に立設され、隣合う電子ビーム通過孔26間に位置している。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。各第1および第2スペーサ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。
On the
各第1スペーサ30a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。各スペーサ30aは、グリッド24から延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部50aおよび第1段部50aよりも径の小さな第2段部50bを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。ここでは、各第1スペーサ30aは、2つの第1段部50aと1つの第2段部とを有し3段に形成され、その高さは、例えば、0.75mmに形成されている。凸部となる第1段部50aはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.4mm×0.35mmに形成されている。凹部となる第2段部50bはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.35mm×0.3mmに形成されている。第1および第2段部50a、50bの各高さは0.25mmに形成れている。第1スペーサ30aの径方向において、第2段部50bに対する第1段部50aの最大突出量d1は100μm以下に形成されている。
Each
各第2スペーサ30b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。各第2スペーサ30bは、グリッド24から延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部51aおよび第1段部51aよりも径の小さな第2段部51bを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。ここでは、各第2スペーサ30bは、2つの第1段部51aと2つの第2段部51bとを有し4段に形成され、その高さは、例えば、1.0mmに形成されている。凸部となる第1段部51aはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.4mm×0.35mmに形成されている。凹部となる第2段部50bはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.35mm×0.3mmに形成されている。第1および第2段部51a、51bの各高さは0.25mmに形成れている。第2スペーサ30aの径方向において、第2段部51bに対する第1段部51aの最大突出量d2は100μm以下に形成されている。
Each
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。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。
The
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。
The SED includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the
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0.15mm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を形成しグリッド24とする。また、グリッド24の両表面をハーフエッチングすることにより、複数の凹所27を形成する。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。
Next, the manufacturing method of SED comprised as mentioned above is demonstrated. First, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 6, when manufacturing the
上型36aは、第1スペーサ30aを成形するための多数のスペーサ形成孔40aを有している。同様に、下型36bは、第2スペーサ30bを成形するための多数のスペーサ形成孔40bを有している。
ここで、上型36aおよび下型36bの構成およびその製造方法について、上型36aを代表して詳しく説明する。
The
Here, the configuration of the
図6に示すように、成形型としての上型36aは、ステンレス、ポリエチレンテレフタレート等により矩形板状に形成された型本体52aを備え、この型本体には、第1スペーサ30aに対応と対応した位置に多数の透孔54aが形成されている。各透孔54aは、スペーサ形成孔よりも大きな径に形成されている。各透孔54aには、弾性変形可能な紫外線透過材料として、例えば、シリコーンからなる孔形成部56aが設けられている。この孔形成部56bに、第1スペーサ30aに対応した形状を有する有底のスペーサ形成孔40aが形成されている。これにより、スペーサ形成孔40aの周囲は、シリコーンによって囲まれている。なお、孔形成部に用いる弾性変形可能な紫外透過材料としては、シリコーンに限定されることなく、ポリカーボネイト、アクリル等を使用することもできる。
As shown in FIG. 6, the
このような上型36aを製造する場合、図7(a)に示すように、まず、多数のスペーサ形成孔が高い精度で形成されたマスタ雌型60を用意する。このマスタ雌型60は、複数枚、例えば、4枚の金属板を積層して構成され、これらの金属板には、レーザー、エッチング等により、第1スペーサ30aに対応した形状のスペーサ形成孔61が高い精度で形成されている。続いて、図7(a)および7(b)に示すように、マスタ雌型60のスペーサ形成孔61にシリコーン等の型形成材料を充填し、スペーサ形成孔に対応する多数の凸部63を有したマスタ雄型62を形成する。なお、マスタ雄型62は切削により形成することもできる。
When manufacturing such an
次に、図7(c)に示すように、多数の透孔54aが形成された型本体52aを用意する。この型本体52aにマスタ雄型62を装着し、マスタ雄型の各凸部63が型本体の各透孔54a内にほぼ同軸的に配置されるように位置合わせする。
この状態で、図7(d)に示すように、型本体52aの各透孔54aに室温硬化型のシリコーンを充填する。シリコーンが硬化した後、マスタ雄型62を離型する。これにより、図7(e)に示すように、スペーサ形成孔40aを規定した孔形成部56aを一体に備えた上型36aが得られる。
一方、下型36bについても、上型36aと同様に構成され、多数の透孔54bが形成された型本体52b、シリコーンにより形成され各透孔に設けられた孔形成部56b、および孔形成部に形成され第2スペーサに対応した有底のスペーサ形成孔40bを備えている。そして、下型36bは上記上型36aと同様の方法で製造される。
Next, as shown in FIG. 7C, a
In this state, as shown in FIG. 7D, each through
On the other hand, the
上記のように構成された上型36aおよび下型36bを用いてスペーサ構体を作成する場合、上型36aのスペーサ形成孔40aおよび下型26bのスペーサ形成孔40bにスペーサ形成材料46を充填する。スペーサ形成材料46としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ(有機成分)およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。
When the spacer structure is formed using the
続いて、図8に示すように、スペーサ形成材料46の充填されたスペーサ形成孔40aが電子ビーム通過孔26間に位置するように、上型36aをグリッド24に対して位置決めしグリッド24の第1表面24aに密着させる。同様に、下型36bを、各スペーサ形成孔40bが電子ビーム通過孔26間に位置するように位置決めし、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のスペーサ形成孔40aと下型36bのスペーサ形成孔40bとは、グリッド24を挟んで対向して配列されている。
Subsequently, as shown in FIG. 8, the
次いで、図8に示すように、充填されたスペーサ形成材料46に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて上型36aおよび下型36bの外面側から紫外線(UV)を照射し、スペーサ形成材料をUV硬化させる。その際、スペーサ形成材料46が充填されているスペーサ形成孔40a、40bの周囲は、紫外線透過材料としてのシリコーンで形成された孔形成部56a、56bによって囲まれている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料46に直接、および孔形成部56a、56bを透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料46をその内部まで確実に硬化させることができる。
Next, as shown in FIG. 8, the filled
その後、図9に示すように、硬化したスペーサ形成材料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。ここで、硬化したスペーサ形成材料46、つまり、第1および第2スペーサ30a、30bは、それぞれ第1段部および第2段部を有した凹凸状に形成されている。そして、スペーサ形成孔40a、40bを規定している孔形成部56a、56bは弾性変形可能なシリコーンによって形成されている。そのため、図10に示すように、上型36aの離型時、孔形成部56aは硬化した第1スペーサ30aの凹凸に沿って弾性変形する。従って、第1スペーサ30aが凹凸に形成されている場合でも、これらの第1スペーサを損傷することなく、上型36aを容易に離型することができる。下型36bについても同様に、形成された第2スペーサ30bを損傷することなく容易に離型することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 9, the
次に、スペーサ形成材料46が設けられたグリッド24を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約500〜550℃で30分〜1時間、スペーサ形成材料を本焼成しガラス化する。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。
Next, after the
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。
On the other hand, in the manufacture of the SED, the
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。
Subsequently, the
以上のように構成されたSEDによれば、スペーサ構体を構成している第1および第2スペーサ30a、30bは、互いに径の異なる第1段部および第2段部をそれぞれ有し、表面が凹凸に形成されたスペーサを構成している。そのため、スペーサ表面に対する反射電子、2次電子の衝突を抑制し、スペーサの帯電に起因する耐放電電圧の低下および電子ビームの軌道ずれを抑制することができる。高さが同一で段部を持たないスペーサを備えたSEDと本実施形態に係るSEDと比較したところ、本実施形態に係るSEDは、放電電圧が約20%上昇した。また、本実施形態に係るSEDは、電子ビームの軌道ずれが約30%低減した。これにより、耐電圧特性および表示品位の向上した画像表示装置が得られる。
According to the SED configured as described above, the first and
また、上述した製造方法によれば、第1および第2段差部を有し表面が凹凸のスペーサを形成する場合においても、孔形成部56a、56bの弾性変形により上型および下型を容易に離型することができ、成形型を溶解する必要がない。そのため、成形型の溶解に伴うスペーサのダメージや汚染を生じるこがなく、同時に、成形型を多数回、繰り返して使用することができる。以上のことから、画像表示装置に用いるスペーサ構体を安価に製造することができる。
In addition, according to the manufacturing method described above, even when the first and second stepped portions are formed and the spacers are formed with uneven surfaces, the upper die and the lower die can be easily formed by elastic deformation of the
前述した実施の形態において、スペーサ構体22は、第1および第2スペーサおよびグリッドを一体的に備えた構成としたが、第2スペーサは第2基板12上に形成する構成としてもよい。また、スペーサ構体は、グリッドおよび第2スペーサのみを備え、グリッドが第1基板に接触した構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
図11および図12に示すように、この発明の第2の実施形態に係るSEDによれば、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、グリッドの一方の表面のみに一体的に立設された多数の柱状のスペーサ30と、を有している。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。
As shown in FIGS. 11 and 12, according to the SED according to the second embodiment of the present invention, the
グリッド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、例えば、Li系のアルカリホウ珪酸ガラスからなる厚さ約10μmの高抵抗膜43により被覆されている。そして、グリッド24は、その第1表面24aが、ゲッタ膜、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。グリッド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、および第2基板12上の電子放出素子18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。
The first and
グリッド24の第2表面24b上には複数のスペーサ30が一体的に立設されている。各スペーサ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。スペーサ30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。
A plurality of
各スペーサ30は、グリッド24から延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部50aおよび第1段部50aよりも径の小さな第2段部50bを有し、表面が凹凸のスペーサとして形成されている。ここでは、各スペーサ30は、2つの第1段部50aと2つの第2段部50bとを有し4段に形成され、その高さは、例えば、1.4mmに形成されている。凸部となる第1段部50aはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.4mm×0.35mmに形成されている。凹部となる第2段部50bはほぼ楕円状の横断面形状を有し、その径は、1.35mm×0.3mmに形成されている。第1および第2段部50a、50bの各高さは0.35mmに形成れている。第2スペーサ30aの径方向において、第2段部50bに対する第1段部50aの最大突出量は100μm以下に形成されている。
Each
上記のように構成されたスペーサ構体22は、グリッド24が第1基板10に面接触し、スペーサ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。
In the
第2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2の実施形態に係るSEDおよびそのスペーサ構体22は前述した第1の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2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。
In the second embodiment, other configurations are the same as those of the first embodiment described above, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed description thereof is omitted. The SED and its
上述した実施の形態では、スペーサ形成材料として紫外線硬化材料を用いたが、熱硬化型のスペーサ形成材料を用いることもできる。すなわち、スペーサ形成材料46として、例えば、熱硬化型のバインダ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ことができる。
In the embodiment described above, an ultraviolet curable material is used as the spacer forming material, but a thermosetting spacer forming material can also be used. That is, as the
この場合、前述した実施の形態と同様に、上型36aおよび下型36bのスペーサ形成孔にスペーサ形成材料46を充填した後、グリッド24、上型36aおよび下型36bを用いて組立体42を構成する。続いて、組立体42を加熱してスペーサ形成材料を加熱硬化させた後、グリッド24から上型36aおよび下型36bを分離する。
In this case, as in the above-described embodiment, after the
次に、スペーサ形成材料46が設置されているグリッド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、スペーサ形成材料を本焼成する。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。
Next, the
この方式の場合、スペーサ形成材料46を加熱硬化する際、グリッド24、上型36a、下型36bの温度分布、熱膨張率の差から、グリッド表面と上型および下方表面との界面において面方向の位置ずれが生じ易い。しかしながら、本実施の形態によれば、上型36aおよび下型36bにおいて、スペーサ形成孔40a、40bの周囲に設けられた孔形成部56a、56bは、弾性材料としてのシリコーンにより形成されている。そのため、グリッドと成形型との間で面方向の位置ずれが生じた場合でも、孔形成部56a、56bが弾性変形することにより、加熱硬化されたスペーサ形成材料46に作用する負荷を吸収することができる。従って、スペーサ形成材料の加熱硬化を行う際、急加熱および急冷却が可能となり、製造効率の向上を図ることができる。
In the case of this method, when the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
スペーサの径、高さ、段数、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。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。
前述した第1の実施形態において、スペーサ構体の第1および第2スペーサはいずれも第1および第2段部を有した凹凸形状としたが、第1および第2スペーサのいずれか一方のみを凹凸形状としてもよい。また、スペーサにおける第1段部および第2段部の断面形状は楕円形に限らず他の形状としてもよく、更に、第1段部および第2段部は、互いに異なる断面形状に形成してもよい。
The diameter, height, number of steps of the spacer, dimensions, materials, and the like of other components are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately selected as necessary. The present invention is not limited to one using a surface conduction electron-emitting device as an electron source, but can also be applied to an image display apparatus using another electron source such as a field emission type or a carbon nanotube.
In the first embodiment described above, the first and second spacers of the spacer structure are both concavo-convex shapes having the first and second stepped portions, but only one of the first and second spacers is concavo-convex. It is good also as a shape. Further, the cross-sectional shape of the first step portion and the second step portion in the spacer is not limited to an ellipse, and may be other shapes, and the first step portion and the second step portion may be formed in different cross-sectional shapes. Also good.
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、 30a…第1スペーサ、
30b…第2スペーサ、 36a…上型、 36b…下型、
40a、40b…スペーサ形成孔、 56a、56b…孔形成部
50a、51a…第1段部、 50b、51b…第2段部。
DESCRIPTION OF
16 ... phosphor screen, 18 ... electron-emitting device, 22 ... spacer structure,
24 ... Grid, 26 ... Electron beam passage hole, 30a ... First spacer,
30b ... the second spacer, 36a ... the upper die, 36b ... the lower die,
40a, 40b ... spacer forming holes, 56a, 56b ... hole forming
Claims (9)
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、
前記第1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ペーサ構体とを備え、
前記スペーサ構体は、前記第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た板状のグリッドと、前記グリッドの少なくとも一方の表面上に立設された複数のスペーサと、を有し、前記スペーサは、前記グリッドから延出端に向かって交互に積層された大径の第1段部および第1段部よりも径の小さな第2段部を有している画像表示装置。 A first substrate on which an image display surface is formed;
A second substrate disposed opposite to the first substrate with a predetermined gap and provided with a plurality of electron emission sources for exciting the image display surface;
A spacer structure provided between the first and second substrates and supporting an atmospheric pressure load acting on the first and second substrates;
The spacer structure is opposed to the first and second substrates, and has a plate-like grid having a plurality of electron beam passage holes opposed to the electron emission sources, and on at least one surface of the grid A plurality of spacers erected on the grid, wherein the spacers are alternately stacked from the grid toward the extending end and have a large diameter first step portion and a first step portion having a smaller diameter than the first step portion. An image display device having two steps.
複数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドを用意し、
複数のスペーサ形成孔と、各スペーサ形成孔の周囲に位置し前記スペーサに対応した第1および第2段部を有したスペーサ形成孔を規定しているとともに弾性変形可能な紫外線透過材料で形成された複数の孔形成部と、を備えた成形型を用意し、
前記成形型の各スペーサ形成孔に紫外線硬化性を有したスペーサ形成材料を充填し、
前記スペーサ形成材料が充填された成形型を前記グリッドの表面に密着させて成形型およびグリッドからなる組立体を形成し、
前記組立体の成形型を通して前記スペーサ形成材料に紫外線を照射し、前記スペーサ形成材料を硬化させ、
前記孔形成部を弾性変形させながら前記成形型を前記グリッドから離型し、前記硬化したスペーサ形成材料をグリッド上に設置することを特徴とするスペーサ構体の製造方法。 A plate-shaped grid having a plurality of beam passage holes, and a large-diameter first step portion standing on the surface of the grid and alternately stacked from the grid toward the extending end; A plurality of spacers having a second step portion having a smaller diameter than the first step portion, and a method for manufacturing a spacer structure used in an image display device,
Prepare a plate-like grid with multiple beam passage holes,
A plurality of spacer forming holes and a spacer forming hole having a first step and a second step portion corresponding to the spacer are defined around each spacer forming hole and are formed of an ultraviolet-transparent material that is elastically deformable. A plurality of hole forming portions, and a mold having
Filling each spacer forming hole of the mold with an ultraviolet curable spacer forming material,
A molding die filled with the spacer forming material is brought into close contact with the surface of the grid to form an assembly comprising the molding die and the grid;
Irradiating the spacer forming material with ultraviolet rays through the mold of the assembly, curing the spacer forming material,
A manufacturing method of a spacer structure, wherein the mold is released from the grid while elastically deforming the hole forming portion, and the cured spacer forming material is placed on the grid.
複数のビーム通過孔が形成された板状のグリッドを用意し、
複数のスペーサ形成孔と、各スペーサ形成孔の周囲に位置し前記スペーサに対応した第1および第2段部を有したスペーサ形成孔を規定しているとともに弾性変形可能な材料で形成された複数の孔形成部と、を備えた成形型を用意し、
前記成形型の各スペーサ形成孔に熱硬化性を有したスペーサ形成材料を充填し、
前記スペーサ形成材料が充填された成形型を前記グリッドの表面に密着させて成形型およびグリッドからなる組立体を形成し、
前記充填されたスペーサ形成材料を加熱して硬化させ、
前記孔形成部を弾性変形させながら前記成形型を前記グリッドから離型し、前記硬化したスペーサ形成材料をグリッド上に設置することを特徴とするスペーサ構体の製造方法。 A plate-shaped grid having a plurality of beam passage holes, and a large-diameter first step portion standing on the surface of the grid and alternately stacked from the grid toward the extending end; A plurality of spacers having a second step portion having a smaller diameter than the first step portion, and a method for manufacturing a spacer structure used in an image display device,
Prepare a plate-like grid with multiple beam passage holes,
A plurality of spacer forming holes and a plurality of spacer forming holes which are located around each spacer forming hole and have first and second step portions corresponding to the spacers and which are formed of an elastically deformable material A mold having a hole forming part, and
Filling each spacer forming hole of the mold with a spacer forming material having thermosetting property,
A molding die filled with the spacer forming material is brought into close contact with the surface of the grid to form an assembly comprising the molding die and the grid;
Heating and curing the filled spacer forming material;
A manufacturing method of a spacer structure, wherein the mold is released from the grid while elastically deforming the hole forming portion, and the cured spacer forming material is placed on the grid.
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