JPH06310054A

JPH06310054A - 電界放出形陰極を有する画像表示装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06310054A
Application number: JP5099766A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Namikawa; 衛浪川; Tatsuo Yamaura; 辰雄山浦; Yukio Ogawa; 行雄小川; Yoshio Makita; 吉生蒔田; Tomoshi Yoshimura; 智志吉村
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-04
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2596308B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】電界放出素子を用いた画像表示装置におい
て、陽極基板と陰極基板の間に高さが均一な支柱部材を
配設する。【構成】陽極基板２上に、蛍光体層４をさけて低軟化
点ガラスパターン３を設ける。固めたガラスファイバ６
の束を所定の長さにスライスする。ガラスファイバの一
端にＮｉ１３をつける。ガラス基板７に所望のパターン
で形成した凹み中に磁石粉末を含むペースト１４を詰め
る。ガラスファイバの一端を磁力で保持し、他端にはガ
ラス基板１２で接着材１１をつける。陽極基板２のガラ
スパターンにガラスファイバの他端をつけ、焼成固着さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電界放出形陰極を電子源
とする画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電界放出形陰極を電子源とした画
像表示装置（以下ＦＥＤという）では、表示部の形成さ
れる陽極基板と、陰極の形成される陰極基板との間隔を
一定に保持するため、以下の（１）〜（２）に例示する
ような種々の方法で両基板間に支柱が設けられている。

【０００３】（１）フリットガラスを積層する方法この方法は、フリットガラスを含むペーストのスクリー
ン印刷と焼成を繰り返しながら、積層したフリットガラ
スから成る支柱を形成していく方法である。または、複
数層のペーストを印刷しておいて、まとめて焼成しても
よい。または感光性ガラスペーストを印刷し、フォトリ
ソ法で所定形状にし、最後に焼成して形成する方法もあ
る。

【０００４】（２）感光性樹脂を使用する方法ポリイミド等の耐熱性の感光性樹脂を基板にスプレー等
で被着し、マスク露光した後現像処理して、所望の形状
の支柱を得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
方法には、ＣＲＴ並の解像度のグラフィック表示をＦＥ
Ｄで得ようとした場合、いくつかの問題点がある。まず
問題点を指摘する前に、支柱に要求される一般的な条件
としては次のａ〜ｃがあげられる。ａ．排気効率をなるべく低下させない。ｂ．残留ガスが少ない。ｃ．ＦＥＤの表示部に配設されるＲＧＢの蛍光体層のピ
ッチを例えば０．３６ｍｍに設定する場合には、蛍光体
層の幅を各々１００μｍとすると、支柱ができる限り表
示の妨げにならないようにするため、支柱が基板に接触
する面は幅が５０μｍ以下であることが要求される。し
かしながら、陰極と陽極の間の耐電圧性能や陰極の電子
の広がり条件等を考えると、支柱の高さは０．１ｍｍか
ら０．３ｍｍ程度は必要である。また配設位置は画素間
に限られる。

【０００６】前述した方法（１）の問題点は、ガラスフ
リットをスクリーン印刷しても一度に数十μｍの高さし
か得られない点にある。即ち支柱に必要な高さを得るに
は何回も積層しなければならない。また幅に対して高さ
の大きい形状は、フリットの積層によって形成するのが
困難である。またフリットを積層する方法では所望の形
状が得にくく、位置精度も不十分である。

【０００７】さらに、焼成する必要があるため、支柱の
上面にだれが生じ、高さを均一にすることが困難であっ
た。そのために、支柱のなかには支持体としての役目を
しないものが生じ、耐圧が低下するという問題があっ
た。

【０００８】また焼成の際にガラスフリット中のビーク
ルがガスとなって放出されるので、支柱の表面に凹凸が
残る。この凹凸に残留ガスが付着しやすい。

【０００９】また前述した方法（２）では、光源のよい
ものを使用したとしても、膜厚が１回１００μｍ程度で
あるから、必要な支柱の高さがそれ以上であると積層し
なければ支柱の高さを得ることができない。また有機材
料を使用しているのでガス放出の問題が有る。このほ
か、（１）、（２）において、感光性ガラスペースト、
感光性樹脂を支柱材料にする場合は、基板上に支柱を形
成した後に蛍光体層を形成しなければならず、蛍光体層
の塗り分け、形成作業が困難であった。

【００１０】本発明は、前述した従来例の問題点に鑑み
てなされたものであり、ＦＥＤの画素間の領域に高さが
均一で残留ガスの少ない支柱を配設することを目的とし
ている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された画
像表示装置は、蛍光体層を有する表示部を備えた陽極基
板と、陽極基板の表示部と対面する内面側に電界放出形
陰極を備えた陰極基板とが、所定間隔をおいて外周部で
シール材によって封止されて成る画像表示装置におい
て、前記表示部が設けられていない前記陽極基板の内面
と前記陰極基板との間に、ファイバ材からなる支柱部材
を固着したことを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載された画像表示装置の製造
方法は、ファイバ材から所定長さの支柱部材を形成する
工程と、前記支柱部材の一端に磁性体を設ける工程と、
所定位置に磁石が設けられた保持基板に前記支柱部材を
保持させる工程と、表示部が形成された陽極基板または
電界放出形陰極が形成された陰極基板の一方に、前記支
柱部材の他端を位置決めして固定する工程と、前記陽極
基板または前記陰極基板の他方に前記支柱部材の一端を
位置決めして固定する工程と、前記陽極基板と前記陰極
基板をシール材で封止して内部を排気する工程とを有し
ている。

【００１３】請求項３に記載された画像表示装置の製造
方法は、開口部と該開口部に連通する吸引手段を備えた
位置決め手段によって支柱部材を吸引し、支柱部材の一
端を吸引力で前記開口部に位置決め保持させる工程と、
表示部が形成された陽極基板または電界放出形陰極が形
成された陰極基板の一方に、前記位置決め手段で保持さ
れた前記支柱部材の他端を位置決めして固定する工程
と、前記陽極基板または前記陰極基板の他方に、前記位
置決め手段による保持が解除された前記支柱部材の一端
を位置決めして固定する工程と、前記陽極基板と前記陰
極基板をシール材で封止して内部を排気する工程とを有
している。

【００１４】

【作用】支柱部材はファイバ材から成るので切断等の手
法により均一な高さでかつ幅に対し高さの大きな支柱を
得ることができ、表示の妨げになることなく陽極基板と
陰極基板の間隔を一定に保持できる。また、その表面は
比較的平滑なので製造工程中にガスが付着することは少
ない。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例である画像表示装置
の断面図である。透光性と絶縁性を有する陽極基板１０
０の内面には、透光性の陽極導体１０１が所定のパター
ンで配設されている。この陽極導体１０１には蛍光体層
１０２が被着されており、表示部１０３としての陽極が
構成されている。

【００１６】陽極基板１００と対面する絶縁性の陰極基
板１０４の内面には、電子源としての電界放出形陰極１
０５が設けられている。電界放出形陰極１０５は、陰極
基板１０４上に設けられた陰極導体１０６と、該陰極導
体１０６上に絶縁層１０７を介して設けられたゲート電
極１０８と、該ゲート電極１０８と絶縁層１０７に形成
されたホール１０９内で前記陰極導体１０６上に設けら
れたコーン形状のエミッタ１１０とを有している。

【００１７】前記陽極基板１００と前記陰極基板１０４
の間には略円柱形の支柱部材１１１が設けられている。
この支柱部材１１１はファイバ材の一例であるガラスフ
ァイバを所定の長さに切り揃えた部材であり、表示部１
０３及び電界放出形陰極１０５の存在しない領域を選ん
で設けられている。支柱部材１１１の両端は低軟化点ガ
ラス１１２によって両基板１００，１０４に固着されて
いる。また、図１中に図示されている支柱部材１１１は
１個だけであるが、両基板１００，１０４間を多数の箇
所で支えている。そして、陽極基板１００と陰極基板１
０４の外周部は、図示しないシール材によって封止され
ている。

【００１８】本実施例のように、ガラスファイバをＦＥ
Ｄの支柱部材に用いれば次のような効果が得られる。所
定幅（径）のガラスファイバを用意すれば、その高さは
カットする長さで決まるので、支柱部材を決められた高
さにするのが容易である。したがって、幅に対して高さ
の大きい支柱部材を容易に得ることができる。このよう
な支柱部材を使用すれば、ＦＥＤにおいて陽極基板と陰
極基板の間隔を一定に保持することができ、輝度のばら
つきもなく、耐圧性能に優れたＦＥＤを得ることができ
る。

【００１９】また、必要な支柱部材の高さを得ながら支
柱部材の幅を圧力に耐えられるだけの最小の寸法にする
ことができるので、十分な表示エリアを確保することが
できるとともに、ＦＥＤの製造時に内部を排気する際の
排気効率が高くなる。さらに、支柱側面が平滑なので、
支柱そのものに対して製造工程中にガスが付着すること
が少ない。

【００２０】次に、支柱部材としてのガラスファイバを
揃えてＦＥＤに組み込む方法について説明する。１．磁気吸着力を利用する方法（図２参照。なお分図番
号と以下の説明は対応している。）１）あらかじめ陽極基板２上に、透明導電膜等からなる
陽極導体１と、低軟化点ガラスパターン３、Ｒ，Ｇ，Ｂ
３色の蛍光体層４を所定ピッチ（例えば３６０μｍピッ
チ）で形成する。さらに周辺枠部にシールガラスペース
ト５を被着形成する。

【００２１】２）φ５０μｍのガラスファイバを数千本
の束に束ねて樹脂で固めたものを、長さ２００μｍにス
ライスする。３）スライスしたガラスファイバ６の一端に磁性体であ
るＮｉ１３を真空蒸着する。

【００２２】４）有機溶剤中で樹脂を溶かしてＮｉ付の
ガラスファイバ６を取り出す。５）ガラス基板７に支柱配設ピッチ（例えば３６０μｍ
ピッチ）で磁性体１４を組み込んだ治具を用意し、磁性
体１４が下になるようにしてガラス基板７を上記ガラス
ファイバ６の上に置き、上記ガラスファイバ６を磁性体
１４の位置に保持する。

【００２３】６）このままの状態で、あらかじめ無機物
を含む紫外線硬化型接着剤１１を数μｍ厚にコーティン
グしたガラス基板１２に、ガラスファイバ６の他端を触
れさせて該接着剤１１を付ける。７）陽極基板２に対して位置合わせし、ガラスファイバ
６を低軟化点ガラスパターン３の上に重ねた状態で紫外
線を照射して接着剤を硬化させ、ガラス基板７を取り除
く。

【００２４】８）その後、４００〜５００℃で焼成する
ことにより、つい立てとしてのガラスファイバ６は、接
着剤の分解後、接着剤に含まれていた無機物またはその
酸化物によって、低軟化点ガラスパターン３上に固着さ
れた状態で、低軟化点ガラス３が軟化し、その後冷却さ
れて低軟化点ガラス３が硬化することにより固定され
る。こうして、φ５０μｍ、高さ２００μｍのつい立て
が３６０μｍピッチで形成された蛍光体パターンニング
基板が得られる。

【００２５】その後、ガラスファイバ６のＮｉ被着端部
に低軟化点ガラスを被着しておいて、図１に示すように
電界放出形陰極１０５の形成された陰極基板１０４を取
り付けて気密に封止することにより画像表示装置を得
る。本製造方法によれば、径に対して高さの大きいファ
イバ材でも、陽極基板または陰極基板に対しファイバ材
を正確な位置に取り付けることができる。また本製造方
法では、ファイバ材としては、断面形状が角形のものに
も適用することができる。

【００２６】２．排気の吸引力を利用する方法（図３参
照。なお、分図番号〜と以下の説明の項番号〜
は対応している。） φ５０μｍのガラスファイバを数千本の束２０に束
ねて樹脂で固めたものを、長さ２００μｍにスライスす
る。その後有機溶剤中にスライスしたガラスファイバ束
２１を浸し、樹脂を溶融させてガラスファイバ２２を得
る。

【００２７】本工程で用いるガラスファイバ２２の
位置決め手段２３は、箱形の基体２４を有している。基
体２４の内部は、図示しない吸引手段であるポンプに接
続されている。また、基体２４の上面には、支柱部材に
なるガラスファイバ２２の配設ピッチと等しいピッチで
開口部２５が形成され、基体２４内部に連通している。
また開口部２５の開口径は、前記ガラスファイバ２２の
径よりわずかに大きい。そして、前記ポンプで基体２７
内を吸引しながら、ガラスファイバ２２を基体上面に適
当量散布し、吸引力でガラスファイバ２２を開口部２５
に充填・保持する。

【００２８】ガラス板２６に転写スペース２７を均
一に塗布する。これを位置決め手段２３に保持された状
態のガラスファイバ２２の先端に面転写する。前記転写
ペースト２７は、低軟化点ガラスを主成分とし、必要に
応じてこれに樹脂等を混入し、粘着性を有するペースト
状としたものである。先端に転写ペーストの付いたガラスファイバ２２を
転写ペースト２７の粘着力であらかじめ陽極導体、蛍光
体層等の形成された陽極基板２８に転写する。

【００２９】あらかじめ板ガラス２９に固着用ペー
スト３０を均一な厚さで塗布しておく。そして、ガラス
ファイバ２２を上にした陽極基板２８に、固着ペースト
３０を下にして接近させ、前記ガラスファイバ２２の一
端に固着ペースト３０を接触させて付着させる。

【００３０】陽極基板２８の周辺に封着用シールペ
ースト３１を塗布し、所定温度で焼成することにより陽
極基板２８にガラスファイバ２２を固着させる。その
後、図示しないが電界放出形陰極の形成された陰極基板
を取り付けて、気密に封止することにより画像表示装置
を得る。

【００３１】なお前記開口部２５は、外部に対して拡径
とし、底部の開口径がガラスファイバ２２の断面形状と
等しいかわずかに大きい形状としてもよい。そうするこ
とにより、ガラスファイバ２２の吸着が容易になる。ま
た前記製造工程の説明では、陽極基板２８とガラファイ
バ２２の固着と、陰極基板の取り付けを別工程で行う例
を示したが、あらかじめ陽極基板２８上のガラスファイ
バ２２に陰極基板を組み合わせ、三者を一括焼成しても
よい。

【００３２】以上のように、ファイバ材からなる支柱部
材は、幅が数十μｍと微小で、かつ幅に対し高さを大き
く取る場合、垂直に形成することが困難であるが、本製
造方法を用いれば容易に形成できる。

【００３３】また本製造方法では支柱部材が円柱形状の
ものでなくても、例えばガラスビーズの様な球形のもの
でも位置決め手段２３によって容易に位置決めすること
ができる。さらに本製造方法は、支柱部材となるガラス
ファイバ２２の断面が円形の場合を示したが、断面が角
形で、角柱状の支柱部材にも適用できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係る画像表示装置によれば、フ
ァイバ材を切断する長さを揃えることによって多数の支
柱部材の寸法をほぼ同一に設定することができる。この
ため、ＦＥＤにおいて陽極基板と陰極基板の間隔を一定
に保持することができるので、輝度が均一で耐圧性能の
高い優れたＦＥＤを得ることができる。また、本発明に
係る画像表示装置の製造方法によれば、ファイバ材を一
定の長さに切り揃え、さらに切断した１本１本のファイ
バ材を確実に保持して基板に位置決めできる。このた
め、前述したような本発明の優れたＦＥＤを効率的に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である画像表示装置の断面図
である。

【図２】本発明の一実施例を示す製造工程図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す製造工程図である。

【符号の説明】

２，３２，１００陽極基板４，１０２蛍光体層６，２５ファイバ材としてのガラスファイバ７保持基板としてのガラス基板１３磁性体としてのＮｉ１４磁石としてのペースト２６位置決め手段２８開口部１０３表示部１０４陰極基板１０５電界放出形陰極

フロントページの続き (72)発明者蒔田吉生千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内 (72)発明者吉村智志千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体層を有する表示部を備えた陽極基
板と、陽極基板の表示部と対面する内面側に電界放出形
陰極を備えた陰極基板とが、所定間隔をおいて外周部で
シール材によって封止されて成る画像表示装置におい
て、前記表示部が設けられていない前記陽極基板の内面と前
記陰極基板との間に、ファイバ材からなる支柱部材を固
着したことを特徴とする電界放出形陰極を有する画像表
示装置。
【請求項２】ファイバ材から所定長さの支柱部材を形
成する工程と、前記支柱部材の一端に磁性体を設ける工
程と、所定位置に磁石が設けられた保持基板に前記支柱
部材を保持させる工程と、表示部が形成された陽極基板
または電界放出形陰極が形成された陰極基板の一方に、
前記支柱部材の他端を位置決めして固定する工程と、前
記陽極基板または前記陰極基板の他方に前記支柱部材の
一端を位置決めして固定する工程と、前記陽極基板と前
記陰極基板をシール材で封止して内部を排気する工程と
を有する画像表示装置の製造方法。
【請求項３】開口部と該開口部に連通する吸引手段を
備えた位置決め手段によって支柱部材を吸引し、支柱部
材の一端を吸引力で前記開口部に位置決め保持させる工
程と、表示部が形成された陽極基板または電界放出形陰
極が形成された陰極基板の一方に、前記位置決め手段で
保持された前記支柱部材の他端を位置決めして固定する
工程と、前記陽極基板または前記陰極基板の他方に、前
記位置決め手段による保持が解除された前記支柱部材の
一端を位置決めして固定する工程と、前記陽極基板と前
記陰極基板をシール材で封止して内部を排気する工程と
を有する画像表示装置の製造方法。