JP2005203218A

JP2005203218A - Image display device

Info

Publication number: JP2005203218A
Application number: JP2004007826A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takahashi; 高橋　　健; Satoshi Ishikawa; 諭石川; Satoko Koyaizu; 聡子小柳津; Masaru Nikaido; 勝二階堂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-07-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device improving display performance and reliability. <P>SOLUTION: The image display device is provided with a spacer structure between a first substrate 10 forming a fluorescent face and a second substrate 12 providing a plurality of electron emission sources 18. The spacer structure includes a support substrate opposed to the first and second substrates and having a plurality of electron beam passing holes opposed to the respective electron emission sources, a plurality of cores 40a and 40b projected to at least one surface of the support substrate, and a plurality of spacers 30a and 30b erected to be overlapped on the respective cores on at least the other surface of the support substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

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に関する。 The present invention relates to an image display device such as a flat display device provided with a spacer structure.

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。このようなスペーサとして、前面基板と背面基板との間に設けられた支持基板上に立設されたスペーサが提供されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１８４３２８号公報 In the SED as described above, it is important to maintain a high degree of vacuum in the space between the front substrate and the rear substrate, that is, in the vacuum envelope. 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. As such a spacer, a spacer provided on a support substrate provided between a front substrate and a rear substrate is provided (for example, Patent Document 1).
JP 2002-184328 A

上記のようなスペーサは、支持基板の平坦な表面上に接着することによって支持基板上に立設されている。しかしながら、このような構成の場合、スペーサのせん断方向の強度が低く、支持基板のたわみ等によりスペーサの接着部が剥がれ、欠損してしまう虞がある。同様に、製造工程における熱処理において、支持基板とスペーサとの熱膨張差に起因して、スペーサが支持基板から剥がれてしまう場合も考えられる。
上記のようにスペーサが欠落した場合、前面基板および背面基板に作用する大気圧荷重を安定して支持することができず、表示性能低下および信頼性低下の要因となる。 The spacer as described above is erected on the support substrate by adhering onto the flat surface of the support substrate. However, in such a configuration, the strength of the spacer in the shearing direction is low, and there is a possibility that the adhesion portion of the spacer may be peeled off due to the deflection of the support substrate or the like. Similarly, in the heat treatment in the manufacturing process, the spacer may be peeled off from the support substrate due to a difference in thermal expansion between the support substrate and the spacer.
When the spacer is missing as described above, the atmospheric pressure load acting on the front substrate and the back substrate cannot be stably supported, which causes a reduction in display performance and reliability.

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサの強度向上を図り、表示性能および信頼性の向上した画像表示装置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 thereof is to provide an image display device in which the strength of a spacer is improved and display performance and reliability are improved.

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基板および第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支持基板と、前記支持基板の少なくとも一方の表面に突設された複数の芯部と、前記支持基板の少なくとも一方の表面上に、それぞれ前記芯部に重ねて立設された複数のスペーサと、を有していることを特徴としている。 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. The spacer structure is opposed to the first substrate and the second substrate, and has a plurality of electron beam passage holes opposed to the electron emission sources, and at least one of the support substrates. A plurality of core portions projecting from the surface, and a plurality of spacers standing on the core portion on at least one surface of the support substrate, respectively.

この発明によれば、支持基板の表面に芯部を設け、この芯部に重ねてスペーサを設けることにより、スペーサのせん断方向の強度を向上させることができる。これにより、表示性能および信頼性の向上した画像表示装置が得られる。 According to this invention, the strength in the shearing direction of the spacer can be improved by providing the core portion on the surface of the support substrate and providing the spacer over the core portion. Thereby, an image display device with improved display performance and reliability can be obtained.

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 first substrate 10 and a second substrate 12 each made of a rectangular glass plate, and these substrates have a gap of about 1.0 to 2.0 mm. Opposed. The 1st board | substrate 10 and the 2nd board | substrate 12 comprise the flat vacuum envelope 15 by which the peripheral parts were joined through the rectangular-frame-shaped side wall 14 which consists of glass, and the inside was maintained at the vacuum. The side wall 14 functioning as a bonding member is sealed to the peripheral edge of the first substrate 10 and the peripheral edge of the second substrate 12 by, for example, a sealing material 20 such as low-melting glass or low-melting metal. Are joined.

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、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 phosphor screen 16 that functions as an image display surface 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, green, and blue, and a light shielding layer 11, and the phosphor layer is formed in a stripe shape, a dot shape, or a rectangular shape. Yes. On the phosphor screen 16, a metal back 17 and a getter film 19 made of aluminum or the like are sequentially formed.

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 second substrate 12, a number of surface conduction electron-emitting elements 18 that emit electron beams 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 electron-emitting device 18 includes an electron emitting portion (not shown) and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron emitting portion. On the inner surface of the second substrate 12, a large number of wirings 21 for supplying a potential to the electron-emitting devices 18 are provided in a matrix shape, and end portions thereof are drawn out of the vacuum envelope 15.

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支持基板２４と、支持基板の両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、を備えている。
詳細に述べると、図２ないし図４に示すように、支持基板２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。 A spacer structure 22 is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12. The spacer structure 22 includes a support substrate 24 made of a rectangular metal plate, and a large number of columnar spacers that are integrally provided on both surfaces of the support substrate.
Specifically, as shown in FIGS. 2 to 4, the support substrate 24 has a first surface 24 a facing the inner surface of the first substrate 10 and a second surface 24 b facing the inner surface of the second substrate 12, These substrates are arranged in parallel. A large number of electron beam passage holes 26 are formed in the support substrate 24 by etching or the like. The electron beam passage apertures 26 are respectively arranged to face the electron emission elements 18 and transmit the electron beams emitted from the electron emission elements.

支持基板２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．３ｍｍに形成されている。支持基板２４の表面は、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からなる酸化膜によって被覆されている。また、支持基板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 support substrate 24 is formed to have a thickness of 0.1 to 0.3 mm using, for example, an iron-nickel metal plate. The surface of the support substrate 24 is covered with an oxide film made of an element constituting a metal plate, for example, an oxide film made of Fe ₃ O ₄ or NiFe ₂ O ₄ . The surfaces 24a and 24b of the support substrate 24 and the wall surfaces of the electron beam passage holes 26 are covered with a high resistance film having a discharge current limiting effect. This high resistance film is made of a high resistance material mainly composed of glass.

支持基板２４の第１表面２４ａ上には、複数の第１芯部４０ａが突設され、隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。各第１芯部４０ａはフリットガラス、銀ペースト等により円錐形状に形成されている。支持基板２４の第１表面２４ａ上には、それぞれ第１芯部４０ａに重ねて複数の第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芯部４０ａは、第１スペーサ３０ａの支持基板側端の幅よりも小さな幅、および第１スペーサよりも低い高さを有している。これにより、各第１スペーサ３０ａは第１芯部４０ａを覆って支持基板２４上に立設されている。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。 On the first surface 24 a of the support substrate 24, a plurality of first core portions 40 a are provided so as to be positioned between adjacent electron beam passage holes 26. Each first core portion 40a is formed in a conical shape by frit glass, silver paste or the like. On the first surface 24 a of the support substrate 24, a plurality of first spacers 30 a are integrally provided so as to overlap each first core portion 40 a and are positioned between adjacent electron beam passage holes 26. The first core portion 40a has a width smaller than the width of the end of the first spacer 30a on the support substrate side and a height lower than that of the first spacer. Accordingly, each first spacer 30a is erected on the support substrate 24 so as to cover the first core portion 40a. The tip of the first spacer 30 a is in contact with the inner surface of the first substrate 10 through the getter film 19, the metal back 17, and the light shielding layer 11 of the phosphor screen 16.

支持基板２４の第２表面２４ｂ上には、複数の第２芯部４０ａが突設され、隣合う電子ビーム通過孔２６間に位置している。各第２芯部４０ａはフリットガラス、銀ペースト等により円錐形状に形成されている。支持基板２４の第２表面２４ｂ上には、それぞれ第２芯部４０ｂに重ねて複数の第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芯部４０ｂは、第２スペーサ３０ｂの支持基板側端の幅よりも小さな幅、および第２スペーサよりも低い高さを有している。これにより、各第２スペーサ３０ｂは第２芯部４０ｂを覆って支持基板２４上に立設されている。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。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、支持基板２４を両面から挟み込んだ状態で支持基板２４と一体に形成されている。 On the second surface 24 b of the support substrate 24, a plurality of second core portions 40 a are provided so as to be positioned between adjacent electron beam passage holes 26. Each second core portion 40a is formed in a conical shape by frit glass, silver paste or the like. On the second surface 24 b of the support substrate 24, a plurality of second spacers 30 b are integrally provided so as to overlap the second core portion 40 b and are positioned between the adjacent electron beam passage holes 26. The second core portion 40b has a width smaller than the width of the end of the second spacer 30b on the support substrate side and a height lower than that of the second spacer. Accordingly, each second spacer 30b is erected on the support substrate 24 so as to cover the second core portion 40b. The tip of the second spacer 30 b 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. The first and second spacers 30a and 30b are aligned with each other, and are formed integrally with the support substrate 24 with the support substrate 24 sandwiched from both sides.

各第１スペーサ３０ａは、支持基板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、その高さは０．８ｍｍ、支持基板側の端は１．３５×０．３ｍｍの楕円状に形成されている。また、第１スペーサ３０ａの芯材として機能する第１芯部４０ａは、高さが０．２ｍｍに形成され、支持基板側の端は０．６×０．１５ｍｍの楕円状に形成されている。 Each first spacer 30a is formed in a tapered shape having a diameter that decreases from the support substrate 24 side toward the extension end, and has a height of 0.8 mm and an end on the support substrate side of 1.35 × 0. It is formed in an elliptical shape of 3 mm. The first core portion 40a functioning as the core material of the first spacer 30a has a height of 0.2 mm, and the end on the support substrate side is formed in an elliptical shape of 0.6 × 0.15 mm. .

各第２スペーサ３０ｂは、支持基板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、その高さは１ｍｍ、支持基板側の端は１．４×０．３５ｍｍの楕円状に形成されている。また、第２スペーサ３０ｂの芯材として機能する第１芯部４０ｂは、高さが０．２５ｍｍに形成され、支持基板側の端は０．７×０．１７５ｍｍの楕円状に形成されている。 Each of the second spacers 30b is formed in a tapered shape having a diameter that decreases from the support substrate 24 side toward the extending end, the height is 1 mm, and the end on the support substrate side is 1.4 × 0.35 mm. It is formed in an elliptical shape. Further, the first core portion 40b functioning as the core material of the second spacer 30b has a height of 0.25 mm, and the end on the support substrate side is formed in an elliptical shape of 0.7 × 0.175 mm. .

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 spacer structure 22 configured as described above is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12. The first and second spacers 30a and 30b are in contact with the inner surfaces of the first substrate 10 and the second substrate 12, thereby supporting the atmospheric pressure load acting on these substrates and maintaining the distance between the substrates at a predetermined value. doing.

ＳＥＤは、支持基板２４および第１基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。この電圧供給部は、支持基板２４およびメタルバック１７にそれぞれ接続され、例えば、支持基板２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に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 support substrate 24 and the metal back 17 of the first substrate 10. The voltage supply unit is connected to the support substrate 24 and the metal back 17, respectively. For example, a voltage of 12 kV is applied to the support substrate 24 and a voltage of 10 kV is applied 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 emitter 18 is accelerated by the anode voltage to collide with the phosphor screen 16. . As a result, the phosphor layer of the phosphor screen 16 is excited to emit light and display an image.

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。
スペーサ構体２２を製造する場合、まず、所定寸法の支持基板２４、この支持基板とほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型および下型を用意する。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を形成し支持基板２４とする。その後、支持基板２４全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含め支持基板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 spacer structure 22 will be described.
When the spacer structure 22 is manufactured, first, a support substrate 24 having a predetermined size, and an upper die and a lower die having a rectangular plate shape having substantially the same dimensions as the support substrate are prepared. In this case, a 0.15 mm thick metal plate made of Fe-50% Ni is degreased, washed, and dried, and then the electron beam passage hole 26 is formed by etching to form the support substrate 24. Thereafter, after the entire support substrate 24 is oxidized, an insulating film is formed on the support substrate surface including the inner surface of the electron beam passage hole 26. Further, a coating solution containing glass as a main component is applied on the insulating film, dried, and baked to form a high resistance film.

成形型としての上型および下型は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート等により平坦な板状に形成されている。上型は、支持基板２４に当接される平坦な当接面と、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔と、を有している。スペーサ形成孔はそれぞれ上型の当接面に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。同様に、下型は、平坦な当接面と、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔と、を有している。スペーサ形成孔はそれぞれ下型の当接面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。 The upper mold and the lower mold as the molds are formed in a flat plate shape using a transparent material that transmits ultraviolet rays, for example, transparent silicon, transparent polyethylene terephthalate, or the like. The upper mold has a flat contact surface that comes into contact with the support substrate 24, and a number of bottomed spacer formation holes for forming the first spacer 30a. The spacer forming holes are opened in the contact surface of the upper mold, and are arranged at a predetermined interval. Similarly, the lower mold has a flat contact surface and a large number of bottomed spacer forming holes for forming the second spacer 30b. Each of the spacer forming holes is opened on the contact surface of the lower mold, and is arranged at a predetermined interval.

続いて、支持基板２４の第１表面２４ａおよび第２表面２４ｂ上のスペーサ形成位置に、第１芯部４０ａおよび第２芯部４０ｂをそれぞれ形成する。これら第１および第２芯部４０ａ、４０ｂは、フリットガラス、銀ペースト等を支持基板２４の表面上に印刷した後、乾燥、焼成することにより形成する。 Subsequently, the first core portion 40a and the second core portion 40b are formed at the spacer formation positions on the first surface 24a and the second surface 24b of the support substrate 24, respectively. The first and second core portions 40a and 40b are formed by printing frit glass, silver paste or the like on the surface of the support substrate 24, and then drying and baking.

次いで、上記のように構成された上型のスペーサ形成孔および下型のスペーサ形成孔にスペーサ形成材料を充填する。スペーサ形成材料としては、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。スペーサ形成材料の充填されたスペーサ形成孔が第１芯部４０ａと重なるように、上型を支持基板２４に対して位置決めし支持基板２４の第１表面２４ａに密着させる。同様に、下型を、各スペーサ形成孔が第２芯部４０ｂと重なるように位置決めし、支持基板２４の第２表面２４ｂに密着させる。これにより、支持基板２４、上型および下型からなる組立体を構成する。組立体において、上型のスペーサ形成孔と下型のスペーサ形成孔とは、支持基板２４を挟んで対向して配列されている。 Then, the upper mold spacer forming hole and the lower mold spacer forming hole configured as described above are filled with a spacer forming material. As the spacer forming material, a glass paste containing at least an ultraviolet curable binder (organic component) and a glass filler is used. The specific gravity and viscosity of the glass paste are appropriately selected. The upper mold is positioned with respect to the support substrate 24 and is brought into close contact with the first surface 24a of the support substrate 24 so that the spacer formation hole filled with the spacer formation material overlaps the first core portion 40a. Similarly, the lower mold is positioned so that each spacer formation hole overlaps with the second core portion 40 b and is brought into close contact with the second surface 24 b of the support substrate 24. Thereby, the assembly which consists of the support substrate 24, an upper mold | type, and a lower mold | type is comprised. In the assembly, the upper spacer formation hole and the lower spacer formation hole are arranged to face each other with the support substrate 24 interposed therebetween.

続いて、充填されたスペーサ形成材料に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて上型および下型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、上型および下型は、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ため、紫外線は、上型および下型を透過してスペーサ形成材料に照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料をその内部まで確実に硬化させることができる。 Subsequently, the filled spacer forming material is irradiated with ultraviolet rays (UV) from the outer surface side of the upper mold and the lower mold using, for example, an ultraviolet lamp, and the spacer forming material is UV cured. At this time, since the upper mold and the lower mold are formed of transparent silicon as an ultraviolet transmissive material, the ultraviolet rays are transmitted through the upper mold and the lower mold and irradiated to the spacer forming material. Therefore, the filled spacer forming material can be reliably cured to the inside.

その後、硬化したスペーサ形成材料を支持基板２４上に残すように、上型および下型を支持基板２４から離型する。これにより、硬化したスペーサ形成材料、つまり、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、支持基板２４上に転写される。 Thereafter, the upper mold and the lower mold are released from the support substrate 24 so that the cured spacer forming material remains on the support substrate 24. Thereby, the cured spacer forming material, that is, the first and second spacers 30 a and 30 b are transferred onto the support substrate 24.

次に、スペーサ形成材料が設けられた支持基板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、支持基板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 support substrate 24 provided with the spacer forming material is heat-treated in a heating furnace, the binder is removed from the spacer forming material, and then the spacer forming material is baked at about 500 to 550 ° C. for 30 minutes to 1 hour. Then vitrify. Thereby, the spacer structure 22 in which the first and second spacers 30a and 30b are formed on the support substrate 24 is obtained.

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 first substrate 10 provided with the phosphor screen 16 and the metal back 17 in advance, the second substrate on which the electron-emitting device 18 and the wiring 21 are provided and the side wall 14 is joined. 12 are prepared.

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 spacer structure 22 obtained as described above is positioned on the second substrate 12. In this state, the first substrate 10, the second substrate 12, and the spacer structure 22 are arranged in the vacuum chamber, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then the first substrate is bonded to the second substrate via the side wall 14. . Thereby, SED provided with the spacer structure 22 is manufactured.

以上のように構成されたＳＥＤによれば、支持基板２４の表面に芯部を設け、この芯部に重ねてスペーサを設けることにより、スペーサのせん断方向の強度を向上させることができる。また、スペーサと支持基板側との接触面積が増大し、スペーサと支持基板側との密着性が向上する。これにより、支持基板がたわんだ場合でも、支持基板に対するスペーサの密着強度が向上する。従って、スペーサの欠損が防止され、表示性能および信頼性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 core portion is provided on the surface of the support substrate 24, and the spacer is provided so as to overlap the core portion, whereby the strength of the spacer in the shear direction can be improved. Further, the contact area between the spacer and the support substrate is increased, and the adhesion between the spacer and the support substrate is improved. Thereby, even when the support substrate is bent, the adhesion strength of the spacer to the support substrate is improved. Accordingly, it is possible to obtain an image display device in which the loss of the spacer is prevented and the display performance and reliability are improved.

前述した実施形態において、第１および第２芯部４０ａ、４０ｂは、支持基板上に印刷されたフリットガラス等により形成したが、図５に示すように、支持基板２４に針金等からなる金属ピン４４を打ち込み、支持基板の両面側に突出した金属ピンの端部によりそれぞれ第１および第２芯部を構成してもよい。
また、図６に示すように、支持基板２４の一部を第１表面２４ａ側および第２表面２４ｂ側にかしめて突出させ、第１および第２芯部４０ａ、４０ｂを形成してもよい。 In the above-described embodiment, the first and second core portions 40a and 40b are formed of frit glass or the like printed on the support substrate. However, as shown in FIG. The first core portion and the second core portion may be constituted by the end portions of the metal pins projecting on both sides of the support substrate.
Further, as shown in FIG. 6, a part of the support substrate 24 may be caulked and protruded toward the first surface 24 a side and the second surface 24 b side to form the first and second core portions 40 a and 40 b.

前述した実施形態において、スペーサ構体２２は、第１および第２スペーサおよび支持基板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、支持基板および第２スペーサのみを備え、支持基板が第１基板に接触した構成としてもよい。 In the embodiment described above, the spacer structure 22 is configured to integrally include the first and second spacers and the support substrate. However, the second spacer may be formed on the second substrate 12. The spacer structure may include only the support substrate and the second spacer, and the support substrate may be in contact with the first substrate.

図７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支持基板２４と、支持基板の一方の表面のみに一体的に立設された多数の柱状のスペーサ３０と、を有している。支持基板２４は第１基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび第２基板１２の内面と隙間をおいて対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。 As shown in FIG. 7, according to the SED according to the second embodiment of the present invention, the spacer structure 22 is integrated with the support substrate 24 made of a rectangular metal plate and only on one surface of the support substrate. And a large number of columnar spacers 30 standing upright. The support substrate 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 with a gap, and is arranged in parallel with these substrates. A large number of electron beam passage holes 26 are formed in the support substrate 24 by etching or the like. The electron beam passage apertures 26 are respectively arranged to face the electron emission elements 18 and transmit the electron beams emitted from the electron emission elements.

支持基板２４の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ、各電子ビーム通過孔２６の内壁面は、絶縁層として、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁性物質、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、支持基板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。支持基板２４に設けられた電子ビーム通過孔２６は、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、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 second surfaces 24a and 24b of the support substrate 24 and the inner wall surfaces of the electron beam passage holes 26 are insulating materials mainly composed of glass, ceramics, etc. as an insulating layer, for example, Li-based alkali borosilicate It is covered with a high resistance film 43 made of glass and having a thickness of about 10 μm. The support substrate 24 is provided with the first surface 24 a in surface contact with the inner surface of the first substrate 10 via the getter film, the metal back 17, and the phosphor screen 16. The electron beam passage hole 26 provided in the support substrate 24 faces the phosphor layers R, G, B of the phosphor screen 16 and the electron-emitting devices 18 on the second substrate 12. Thereby, each electron-emitting device 18 is opposed to the corresponding phosphor layer through the electron beam passage hole 26.

支持基板２４の第２表面２４ｂ上のスペーサ形成位置にはそれぞれ芯部４０が突設されている。各芯部４０は、フリットガラス、銀ペースト等により円錐状に形成されている。なお、各芯部は前述したように支持基板の一部をかしめることにより、あるいは支持基板に固定したピン等により構成してもよい。支持基板２４の第２表面２４ｂ上には、それぞれ芯部４０に重ねて複数のスペーサ３０が一体的に立設されている。スペーサ３０は芯部４０全体を覆って設けられている。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、支持基板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。 Core portions 40 are projected from the spacer formation positions on the second surface 24b of the support substrate 24, respectively. Each core portion 40 is formed in a conical shape by frit glass, silver paste or the like. Each core portion may be configured by caulking a part of the support substrate as described above, or by pins or the like fixed to the support substrate. On the second surface 24 b of the support substrate 24, a plurality of spacers 30 are erected integrally with the core portion 40. The spacer 30 is provided so as to cover the entire core portion 40. The extended end of each spacer 30 is in contact with the inner surface of the second substrate 12, here, the wiring 21 provided on the inner surface of the second substrate 12. Each of the spacers 30 is formed in a tapered shape having a diameter that decreases from the support substrate 24 side toward the extending end.

上記のように構成されたスペーサ構体２２は、支持基板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。 The spacer structure 22 configured as described above acts on these substrates when the support substrate 24 comes into surface contact with the first substrate 10 and the extended end of the spacer 30 contacts the inner surface of the second substrate 12. The atmospheric pressure load is supported and the distance between the substrates is maintained at a predetermined value.

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、上記のように構成された第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 spacer structure 22 according to the second embodiment can be manufactured by a manufacturing method similar to the manufacturing method according to the first embodiment described above. And also in 2nd Embodiment comprised as mentioned above, the effect similar to 1st Embodiment mentioned above can be acquired.

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、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。 The diameter and height of the spacer, the dimensions and materials of the other components are not limited to the above-described embodiment, and can be selected as appropriate. 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.

この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す斜視図。The perspective view which shows SED which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の線Ａ−Ａに沿って破断した前記ＳＥＤの斜視図。The perspective view of said SED fractured | ruptured along line AA of FIG. 前記ＳＥＤを拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the said SED. 前記スペーサ構体の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of said spacer structure. 前記スペーサ構体における芯部の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of the core part in the said spacer structure. 前記スペーサ構体における芯部の他の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other modification of the core part in the said spacer structure. この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。Sectional drawing which shows SED which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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…支持基板、２６…電子ビーム通過孔、３０ａ…第１スペーサ、
３０ｂ…第２スペーサ、４０…芯部、４０ａ…第１芯部、４０ｂ…第２芯部、
４４…金属ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board | substrate, 12 ... 2nd board | substrate, 14 ... Side wall, 15 ... Vacuum envelope,
16 ... phosphor screen, 18 ... electron-emitting device, 22 ... spacer structure,
24 ... support substrate, 26 ... electron beam passage hole, 30a ... first spacer,
30b ... 2nd spacer, 40 ... Core part, 40a ... 1st core part, 40b ... 2nd core part,
44 ... Metal pin

Claims

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基板および第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支持基板と、前記支持基板の少なくとも一方の表面に突設された複数の芯部と、前記支持基板の少なくとも一方の表面上に、それぞれ前記芯部に重ねて立設された複数のスペーサと、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 substrate and the second substrate, and has a plurality of electron beam passage holes opposed to the electron emission sources, and at least one surface of the support substrate. An image display device comprising: a plurality of projecting core parts; and a plurality of spacers standing on the core part at least on one surface of the support substrate.

前記支持基板は、前記第１基板に対向した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面と、を有し、前記芯部は、前記第１表面から突出した第１芯部と、前記第２表面から突出した第２芯部とを有し、前記スペーサは、それぞれ前記第１芯部に重ねて前記第１表面上に立設された複数の第１スペーサと、それぞれ前記第２芯部に重ねて前記第２表面上に立設された複数の第２スペーサと、を含でいる請求項１に記載の画像表示装置。 The support substrate has a first surface facing the first substrate and a second surface facing the second substrate, and the core portion includes a first core portion protruding from the first surface; A second core portion projecting from the second surface, and the spacers each overlap with the first core portion, and a plurality of first spacers standing on the first surface, and the first spacers, respectively. The image display apparatus according to claim 1, further comprising: a plurality of second spacers that are erected on the second surface so as to overlap the two-core portion.

前記支持基板は、前記第１基板に当接した第１表面と、前記第２基板に対向した第２表面とを有し、前記スペーサは、前記第２表面上に立設されている請求項１に記載の画像表示装置。 The support substrate has a first surface in contact with the first substrate and a second surface facing the second substrate, and the spacer is erected on the second surface. 2. The image display device according to 1.

前記芯部は、前記スペーサの前記支持基板側の端の幅よりも小さな幅、および前記スペーサよりも低い高さを有し、前記スペーサは前記芯部を覆って設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The said core part has a width | variety smaller than the width | variety of the edge by the side of the said support substrate of the said spacer, and a height lower than the said spacer, The said spacer is provided covering the said core part. 4. The image display device according to any one of items 3.

前記芯部は、前記支持部材の一部をかしめて形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the core portion is formed by caulking a part of the support member.

前記芯部は、前記支持基板に固定された金属ピンにより形成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。 The image display device according to claim 1, wherein the core portion is formed by a metal pin fixed to the support substrate.