(57)【要約】【課題】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。【解決手段】蛍光面を有する第１基板１０と、第１基板に隙間を置いて対向配置されているとともに、複数の電子源１８が設けられた第２基板と、を備え、これら第１および第２基板間には、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持するスペーサ構体２２が設けられている。スペーサ構体は、板状のグリッド２４とグリッド上に立設された複数のスペーサ３０ａ、３０ｂと、を有している。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、各スペーサのグリッド側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は、スペーサ基端部の径の０〜５％となっている。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４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、１×１０８〜１×１０１５Ω／□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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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