(57)【要約】【課題】  スペーサーをガラス基板上へ設置する際に、煩雑な工程を必要とせず、しかも、フリットや樹脂等の接着剤を用いなくても自立することが可能な電界放射型ディスプレイ用スペーサーを提供することである。【解決手段】  本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーは、対向するガラス基板間の間隔を保持する電界放射型ディスプレイ用スペーサーにおいて、ガラス基板と接する面が、井桁状または格子状の形状をなすことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向するガラス基板間の間隔を保持する電界放射型ディスプレイ用スペーサーにおいて、ガラス基板と接する面が、井桁状または格子状の形状をなすことを特徴とする電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項２】
高さ方向に切り欠きを有する複数の短冊状部材からなり、且つ、短冊状部材の切り欠き同士を嵌め合わせてなることを特徴とする請求項１記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項３】
同じ高さを有する複数の短冊状部材からなることを特徴とする請求項１または２記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項４】
短冊状部材の高さと同じ高さであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項５】
短冊状部材の高さをＨ、切り欠きの深さをＤ、短冊状部材の高さに対する切り欠きの深さの割合をＤ／Ｈとしたとき、切り欠き同士を嵌め合わせる２枚の短冊状部材のＤ／Ｈの和が１．０以上であることであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項６】
ガラス基板と各短冊状部材のなす角度が７０〜９０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項７】
交差する短冊状部材同士のなす角度が８０〜９０°であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電界放射型ディスプレイ用スペーサー。
【請求項８】
高さ方向に切り欠きを有する複数の短冊状部材を用意し、その切り欠き同士を嵌め合わせて井桁状または格子状に組み立てることを特徴とする電界放射型ディスプレイ用スペーサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界放射型ディスプレイ用スペーサー及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電界放射型ディスプレイは、薄型軽量で、低電力で表示が鮮明であり、画像の微細化が容易であるため高品位画像が実現でき、フルカラー化が可能であるなど、多くの利点を有するため、今後表示装置として益々普及する傾向にある。
【０００３】
電界放射型ディスプレイは、透明電極や蛍光体が形成された前面ガラス基板と、カソード電極、ゲート電極、電子放出素子（エミッタ）、絶縁膜等が形成された背面ガラス基板とを対向させて、支持枠を介して周囲を真空封止することで作製される。
【０００４】
このような電界放射型ディスプレイにあっては、電子放出素子から放出される電子線を蛍光体にあてることで発光させて映像を映し出すため、ディスプレイ内部は、真空雰囲気に保持されている。そのため、ディスプレイ内部と外部との気圧差により前面板と背面板が変形しやすくなる。そこで、前面板と背面板の間に、スペーサーを等間隔に配置して、ガラス基板の変形を防止して前面板と背面板の間隔を一定に保持する方法が採られている。（特許文献１〜３参照）
【特許文献１】特開平６−１１９８７６号公報
【特許文献２】特開平１０−１８８７８７号公報
【特許文献３】特開２０００−５７９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に示すようなビーズ状や円柱状のスペーサーの場合、前面板と背面板の間隔を一定に保持するためには、多数のスペーサーをガラス基板上に配置する必要がある。また、これらのスペーサーは、一個ずつガラス基板上に配置しなければならないため、煩雑な工程が必要となり、製造時間及びコストが大幅に増加するという問題がある。
【０００６】
また、特許文献３に示すような短冊状のスペーサーの場合、スペーサーの幅が小さいため、それ自身では、ガラス基板上で自立することができず、接着剤を用いてスペーサーを立たせる必要がある。しかし、この方法の場合、接着剤から発生するガスが、ディスプレイの真空状態に悪影響を及ぼし、エミッション特性が低下する虞があり好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、スペーサーをガラス基板上へ設置する際に、煩雑な工程を必要とせず、しかも、フリットや樹脂等の接着剤を用いなくても自立することが可能な電界放射型ディスプレイ用スペーサー及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーは、対向するガラス基板間の間隔を保持する電界放射型ディスプレイ用スペーサーにおいて、ガラス基板と接する面が、井桁状または格子状の形状をなすことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーの製造方法は、高さ方向に切り欠きを有する複数の短冊状部材を用意し、その切り欠き同士を嵌め合わせて井桁状または格子状に組み立てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーは、ガラス基板上で容易に設置することができ、しかも、接着剤を用いなくても、ガラス基板上で自立することができる。そのため、電界放射型ディスプレイ用スペーサーとして好適である。また、本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーの製造方法は、接着剤を用いなくても、スペーサーを作製することができる。そのため、電界放射型ディスプレイ用スペーサーの製造方法として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーは、井桁状または格子状であるため、大きなスペーサーを作製しても、画素を遮ることなく、２枚のガラス基板の間隔を保持することができる。そのため、ガラス基板が大きくなっても、ビーズ状や円柱状のスペーサーよりも少ない数のスペーサーで前面板と背面板の間隔を一定に保持することができ、しかも、ガラス基板上にスペーサーを配置する際の煩雑な工程を大幅に省くことができる。
【００１２】
また、本発明のスペーサーは、スペーサーの形状を井桁状や格子状にしているため、フリットや樹脂等の接着剤を用いなくても、スペーサー自身で自立することができる。そのため、エミッション特性の低下を防止することができる。
【００１３】
尚、井桁状や格子状のスペーサーを得るには、図１に示すような高さ方向に複数の切り欠き１を有する複数の短冊状部材２を用いて、図２に示すように、短冊状部材２の切り欠き同士を嵌め合わせることで得ることができる。このように、スペーサーを作製する際も、フリットや樹脂等の接着剤を用いなくて済むため、エミッション特性の低下を防止することができる。尚、短冊状部材の切り欠き同士を嵌め合わせてスペーサーを作製する際、図３、図４に示すように、全ての切り欠きに短冊状部材を嵌め合わせる必要はなく、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、一部の切り欠き同士のみを嵌め合わせてスペーサーを作製しても良い。
【００１４】
本発明のスペーサーは、同じ高さを有する複数の短冊状部材からなることが好ましい。その理由は、短冊状部材の高さが異なると、２枚のガラス基板の間隔を一定に保持できなくなるためである。また、２枚のガラス基板の間にスペーサーを設置した際、短冊状部材の高さが高い部分に応力が集中して、スペーサーが破損しやすくなるためである。
【００１５】
また、スペーサーの高さと、短冊状部材の高さとが同じ高さになるようにスペーサーが組み立てられていることが好ましい。このようにすることで、２枚のガラス基板の間にスペーサーを設置した際、スペーサーを構成する全ての短冊状部材に応力が分散され、１つの短冊状部材にかかる応力を低減することができ、スペーサーの破損を防止することができる。
【００１６】
尚、スペーサーの高さと短冊状部材の高さを同じ高さにするには、各短冊状部材の高さＨに対する切り欠きの深さＤの割合（Ｄ／Ｈ）を０．０１〜０．９９の範囲に調整した短冊状部材の中から、切り欠き同士で嵌め合わせる２枚の短冊状部材のＤ／Ｈの和が１．０以上になるように、選択すればよい。切り欠き同士で嵌め合わせる２枚の短冊状部材Ｄ／Ｈの和が１．０より小さくなると、スペーサーの高さと短冊状部材の高さを同じ高さにできなくなる。また、各短冊状部材のＤ／Ｈの値が大きくなると、切り欠きの深さが深くなり、短冊状部材の強度が低下する傾向にあり、部材の切り欠き同士を嵌め合わせてスペーサーを作製する際に短冊状部材が折れたり、２枚のガラス基板の間にスペーサーを配置する際にスペーサーが破損しやすくなる。一方、各短冊状部材のＤ／Ｈの値が小さくなると、スペーサーの各辺の高さを同じにするには、嵌め込む側の短冊状部材の切り欠きの深さを大きくしなければならなくなり、嵌め込む側の短冊状部材の強度が低下することになる。Ｄ／Ｈの値の好ましい範囲は０．２〜０．８であり、より好ましくは０．３〜０．７であり、更に好ましくは０．４５〜０．５５である。
【００１７】
尚、本発明でいう同じ高さとは、高さの差が０．１ｍｍ以内であることを意味する。この高さの差が小さくなる程好ましく、具体的には、０．０５ｍｍ以内であることが好ましく、より好ましくは０．０１ｍｍ以内、更に好ましくは０．００５ｍｍ以内である。
【００１８】
また、本発明のスペーサーは、ガラス基板と各短冊状部材のなす角度が７０〜９０°であることが好ましい。より好ましくは８０〜９０°であり、更に好ましくは８５〜９０°である。このようにすることで、２枚のガラス基板の間にスペーサーを設置し真空状態にした際、ガラス基板の圧力によるスペーサーの破損を防止することができる。
【００１９】
尚、ガラス基板と短冊状部材のなす角度を７０〜９０°にするには、図１に示すように、ガラス基板と接する短冊状部材の面Ａに対して垂直となるように切り欠きを形成すればよい。
【００２０】
更に、交差する短冊状部材同士のなす角度は８０〜９０°であることが好ましい。より好ましくは８３〜９０°であり、更に好ましくは８５〜９０°である。このようにすることで、短冊状部材を嵌め合わせた後、短冊状部材のずれによる画素の遮断やスペーサーの破損を防止することができる。
【００２１】
尚、交差する短冊状部材同士のなす角度を８０〜９０°にするには、図１に示すように、ガラス基板と接しない短冊状部材の面Ｂに対して垂直となるように切り欠きを形成すればよい。
【００２２】
短冊状部材の肉厚Ｔについては、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．１ｍｍであり、更に好ましくは０．０１〜０．０５ｍｍである。短冊状部材の肉厚Ｔが大きくなると、スペーサーの肉厚も大きくなり、高精細のディスプレイでは、画素間にスペーサーが収まらなくなる。一方、短冊状部材の肉厚Ｔが小さくなると、スペーサーの強度が低下しやすくなる。
【００２３】
短冊状部材の高さＨについては、１〜１０ｍｍであることが好ましい。より好ましくは１〜７ｍｍであり、更に好ましくは１〜５ｍｍである。短冊状部材の高さＨが高くなると、短冊状部材の切り欠き同士を嵌め合わせてスペーサーを作製する際に短冊状部材が破損しやすくなったり、２枚のガラス基板の間にスペーサーを設置し真空状態にした際、ガラス基板の圧力によって、スペーサーが破損しやすくなる。一方、短冊状部材の高さＨが低くなると、２枚のガラス基板の絶縁性を確保するために、電圧を低くしなければならなくなり、画質が低下する。
【００２４】
また、短冊状部材同士の嵌め合わせを容易にするために、切り欠きの幅Ｗについては、短冊状部材の肉厚Ｔよりも１０ｎｍ〜１ｍｍ大きくすることが望ましい。
【００２５】
短冊状部材の切り欠きの形状については、特に制限はなく、図６及び図７に示すように、長方形や台形であってもよい。
【００２６】
また、短冊状部材の材料としては、特に制限はなく、ガラス、ガラスセラミックス、アルミナやジルコニア等のセラミックス、プラスチック或いは、これらに導電膜を塗布して導電性を付与したものを用いることができる。
【００２７】
尚、短冊状部材の材料として、ガラスを用いる場合、ガラスをリドロー成形し、切断し、ダイサー等を用いて切り欠きを形成することで、短冊状部材を得ることができる。
【００２８】
また、ガラスセラミックスを用いる場合、ガラス粉末、セラミック粉末及び樹脂を混練し、シートに成形した後、複数枚のシートを熱圧着して焼成し、切断し、ダイサー等を用いたり、凹凸付きローラーを回転させて型抜きを行なって切り欠きを形成することで、短冊状部材を得ることができる。
【００２９】
また、アルミナセラミックスやジルコニアセラミックスを用いる場合、これらのセラミックス粉末及び樹脂を混練し、シートに成形した後、複数枚のシートを熱圧着して焼成し、切断し、ダイサー等を用いたり、凹凸付きローラーを回転させて型抜きを行なって切り欠きを形成することで、短冊状部材を得ることができる。
【００３０】
また、プラスチックを用いる場合、プラスチックを射出成形し、切断し、ダイサー等を用いて切り欠きを形成することで、短冊状部材を得ることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の電界放射型ディスプレイ用スペーサーを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１、２）及び比較例（試料Ｎｏ．３）を示すものである。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表中の各試料は、次のようにして作製した。
【００３５】
試料Ｎｏ．１及びＮｏ．２については、次の様にして作製した。まず、ガラスを切断、研磨加工することによって、３０×１００×０．４ｍｍのガラス板を作製する。次に、作製したガラス板をリドロー成形し、高さＨが３ｍｍ、長さＬが６０ｍｍ、肉厚Ｔが０．０４ｍｍの大きさの短冊状部材を作製する。続いて、ダイサーを用いて、短冊状部材を、長さ方向に端から５ｍｍあけて、１０ｍｍ間隔毎に、幅Ｗが０．０５ｍｍ、深さＤが１．５ｍｍの切り欠きを形成する。その後、短冊状部材の切り欠きを嵌め合わせたものを試料とした。尚、作製した短冊状部材の高さの最大と最小の差は０．００５ｍｍ以内であった。また、試料Ｎｏ．１については、井桁状にスペーサーを作製し、試料Ｎｏ．２については、格子状にスペーサーを作製した。
【００３６】
試料Ｎｏ．３については、次の様にして作製した。まず、ガラスを白金ボートに入れ、リメルトを行い、取り出したガラスを研削加工して、直径が８ｍｍ、長さが１００ｍｍの大きさの円柱を作製する。次に、作製した円柱をリドロー成形し、直径が１ｍｍ、高さが３ｍｍの大きさの円柱状スペーサーを作製し、試料とした。
【００３７】
尚、ガラスには、日本電気硝子社製のＯＡ−１０を用いた。
【００３８】
次に、図８〜図１３に示すように、上記のようにして得られた各試料のスペーサー３を、７０ｍｍ角のガラス基板上４に設置し、スペーサーの設置の容易性、スペーサーの自立性、ガラス基板に対するスペーサーの角度及び直交する短冊状部材同士のなす角度を評価した。結果を表に示す。尚、図８及び図９は、試料Ｎｏ．１を示すものであり、図１０及び図１１は、試料Ｎｏ．２を示すものであり、図１２及び図１３は、試料Ｎｏ．３を示すものである。
【００３９】
表から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１及び２の各試料は、ガラス基板上にスペーサーを設置する際に要した時間は２秒と短く、スペーサーの設置が容易であった。また、ガラス基板上にスペーサーを設置する際や、設置したスペーサー上にガラス基板を載せる際、スペーサーは転倒せず、自立性にも優れていた。また、ガラス基板と短冊状部材のなす角度は９０°であり、真空状態にした際、ガラス基板の圧力によるスペーサーの破損を防止できることが予想される。更に、交差する短冊状部材同士のなす角度は９０°であり、短冊状部材のずれによる画素の遮断やスペーサーの破損を防止できることが予想される。
【００４０】
これに対し、比較例である試料Ｎｏ．３は、ガラス基板上にスペーサーを設置する際に要する時間は６０秒と長く、スペーサーの設置に時間が掛かった。また、ガラス基板上にスペーサーを設置する際や、設置したスペーサー上にガラス基板を載せる際に、スペーサーの一部が転倒した。
【００４１】
尚、スペーサーの設置の容易性については、ガラス基板上に各スペーサー試料を設置する際に要した時間を評価した。
【００４２】
スペーサーの自立性については、接着剤を用いずに各スペーサー試料をガラス基板上に設置した際や、スペーサー上にガラス基板を載せた際に、スペーサーが転倒するか否かで評価した。スペーサーが転倒しなかったものを「○」、スペーサーが転倒したものを「×」として表中に示した。
【００４３】
ガラス基板と短冊状部材のなす角度については、短冊状部材毎に測定し、その平均値をガラス基板と短冊状部材のなす角度として評価した。尚、この角度が直角でない場合は、鋭角側の角度を測定した。
【００４４】
交差する短冊状部材同士のなす角度については、交差点毎に測定し、その平均値を交差する短冊状部材同士のなす角度として評価した。尚、この角度が直角でない場合は、鋭角側の角度を測定した。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のスペーサーを構成する短冊状部材を示す説明図である。
【図２】短冊状部材の切り欠き同士の嵌め合わせを示す説明図である。
【図３】短冊状部材の切り欠き同士の嵌め合わせて作製した井桁状スペーサーを示す説明図である。
【図４】短冊状部材の切り欠き同士の嵌め合わせて作製した格子状スペーサーを示す説明図である。
【図５】短冊状部材の一部の切り欠き同士を嵌め合わせて作製したスペーサーを示す説明図である。
【図６】長方形の切り欠きを有する短冊状部材を示す説明図である。
【図７】台形の切り欠きを有する短冊状部材を示す説明図である。
【図８】ガラス基板上に設置した井桁状スペーサーを示す斜視図である。
【図９】ガラス基板上に設置した井桁状スペーサーを示す平面図である。
【図１０】ガラス基板上に設置した格子状スペーサーを示す斜視図である。
【図１１】ガラス基板上に設置した格子状スペーサーを示す平面図である。
【図１２】ガラス基板上に設置した円柱状スペーサーを示す斜視図である。
【図１３】ガラス基板上に設置した円柱状スペーサーを示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ｄ  切り欠きの深さ
Ｈ  短冊状部材の高さ
Ｌ  短冊状部材の長さ
Ｔ  短冊状部材の肉厚
Ｗ  切り欠きの幅
１  切り欠き
２  短冊状部材
３  スペーサー
４  ガラス基板
【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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