(57)【要約】【課題】電子ビームの偏向量を低減する効果に優れた平面型表示装置と、それに使用されるガラススペーサ及びガラススペーサの製造方法を提供する。【解決手段】電子源が形成された背面パネルと、電子源から放出された電子によって励起されて発光する蛍光体が形成された前面パネルとがガラススペーサを介して対向配置されている平面型表示装置において、ガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を設け、その表面粗さを１μｍ以上、２０μｍ以下とする。２次電子放出係数を小さくでき、ビーム偏向量を低減できる。ガラス基体の表面をサンドブラストで粗面化した後にエッチングを施すことによって、クレータ状の凹凸を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面型表示装置に使用されるガラススペーサであって、表面にクレータ状の凹凸を有し、表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサ。
【請求項２】
請求項１において、前記ガラススペーサの基体が導電性ガラスよりなることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項３】
請求項２において、前記導電性ガラスよりなる基体の表面に２次電子放出防止膜を有することを特徴とする平面型表示装置用スペーサ。
【請求項４】
平面型表示装置に使用されるガラススペーサの製造方法であって、ガラススペーサの表面をサンドブラストで粗面化した後にエッチングを行って表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下のクレータ状の凹凸を形成することを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記凹凸を、導電性ガラスよりなる基体の表面に形成することを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサの製造方法。
【請求項６】
請求項５において、前記導電性ガラスよりなる基体の表面にクレータ状の凹凸を形成した後に、２次電子放出防止膜を形成することを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサの製造方法。
【請求項７】
電子源が形成された背面パネルと、電子源から放出された電子によって励起されて発光する蛍光体が形成された前面パネルとがガラススペーサを介して対向配置されている平面型表示装置において、前記ガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を有し、その表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項８】
請求項７において、前記ガラススペーサの基体が導電性ガラスよりなることを特徴とする平面型表示装置。
【請求項９】
請求項８において、前記導電性ガラスよりなる基体の表面に２次電子放出防止膜を有することを特徴とする平面型表示装置。
【請求項１０】
請求項７において、前記スペーサと前記背面パネル及び／又は前記前面パネルとの接触角が９０度よりも小さいことを特徴とする平面型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子源から放出された電子によって蛍光体を励起して発光させて表示を行なう表示装置に係り、特に電子源を有する背面パネルと蛍光体を有する前面パネルを具備する平面型表示装置に関する。また、平面型表示装置において、前面パネルと背面パネルとの間に支持部材として配置されるガラススペーサとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理装置或いはテレビジョン放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性を有すると共に軽量、省スペース化が図れることから、平面型表示装置（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）への関心が高まっている。この平面型表示装置の代表的なものが液晶表示装置やプラズマ表示装置であり、また、最近注目されているフィールドエミッションディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、以下、ＦＥＤと称する）である。
【０００３】
ＦＥＤは冷陰極素子の電子放出素子をマトリクス状に配置した電子源を有する自発光型の表示装置である。電子放出素子としては、表面伝導型放出素子（ＳＥＤ型）、電界放出型素子（ＦＥ型）、金属／絶縁膜／金属型放出素子（ＭＩＭ型）などが知られている。また、ＦＥ型では、モリブデン等の金属やシリコン等の半導体物質で作られたスピン型や、カーボンナノチューブを電子源とするＣＮＴ型などが知られている。
【０００４】
ＦＥＤでは、電子源が形成された背面パネルと、電子源から放出された電子によって励起されて発光する蛍光体が形成された前面パネルとの間に空間を設けて、この空間を真空雰囲気に保つ必要がある。真空に保たれた空間部が大気圧に耐えられるようにするために、通常、２つのパネル間にガラススペーサよりなる支持部材が配置される。
【０００５】
ＦＥＤにおける特有の課題として、電子源から放出された電子によってガラススペーサが帯電し、これにより電子ビームの軌道にずれが生じて、画質低下を招くことが知られている。ガラススペーサの帯電を防止するために、絶縁性ガラスよりなるスペーサの表面に導電膜を形成して、表面に微小電流が流れるようにすることが行われている。特許文献１〜３には、絶縁性ガラスの表面に凹凸を形成したのちに、高抵抗膜を被着することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開2005-317246号公報
【特許文献２】特開2005-302570号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、電子ビームの偏向量を低減する効果が優れた平面型表示装置と、それに使用されるガラススペーサ及びガラススペーサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、平面型表示装置におけるガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を形成し、その表面粗さを１μｍ以上、２０μｍ以下にするようにしたものである。
【０００９】
本発明は、ガラスよりなる基体の表面にクレータ状の凹凸を有し、表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサにある。
【００１０】
また、本発明は、電子源が形成された背面パネルと、電子源から放出された電子によって励起されて発光する蛍光体が形成された前面パネルとがガラススペーサを介して対向配置されている平面型表示装置において、ガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を有し、その表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下であることを特徴とする平面型表示装置にある。
【００１１】
また、本発明は、ガラススペーサの表面をサンドブラストで粗面化した後にエッチングを行って表面粗さが１μｍ以上、２０μｍ以下のクレータ状の凹凸を形成することを特徴とする平面型表示装置用ガラススペーサの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
ガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を形成したことにより、２次電子放出係数を小さくでき、電子ビームの偏向量を低減できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、電子ビームの偏向量を低減する方法について検討している過程で、ガラススペーサの表面にクレータ状の凹凸を形成すると、２次電子放出係数が小さくなり、ビーム偏向量が低減することを見出した。ガラススペーサの表面をサンドブラストによって単に荒らしただけでは２次電子放出係数を小さくする効果が乏しく、また、マイクロクラックが発生して機械的強度の低下を招くことがわかった。凹凸の形状をクレータ状にすることで２次電子放出係数が小さくなる理由は明確ではないが、凹凸の大きさが大きく、しかも、凹凸面がなだらかになっていることが有効に作用しているのではないかと推定される。このクレータ状の凹凸は、サンドブラスト後にエッチングを行なうことによって形成することができる。エッチングのみではガラススペーサ表面を殆ど荒らすことはできず、２次電子放出係数を小さくする効果が生じない。２次電子放出係数を小さくするにはガラススペーサ表面の粗さの度合いも重要であり、１〜２０μｍの範囲にすることで、その効果を顕著に発揮できることがわかった。
【００１４】
ガラススペーサは、表面に微小の電流が流れるようにすることが望ましい。このために、本発明では、スペーサの基体を導電性ガラスで構成し、その表面に凹凸を形成することを提案する。本発明で提案する方法のほかにスペーサの基体を絶縁性ガラスで構成し、その表面に凹凸を形成した後、導電膜を被着すること、或いは、絶縁性ガラスの表面に導電膜を被着した後に凹凸を形成することが考えられる。しかし、絶縁性ガラスの表面に凹面を形成したのちに導電膜を被着する方法では、導電膜を均一にコートすることは難しく、スペーサの抵抗値のばらつきが大きくなってしまう。このため、電子ビームの偏向量を低減する効果が損なわれる。また、導電膜を被着してから凹凸を形成する方法では、凹凸形成時に皮膜が剥がれる、或いは皮膜が破損する恐れがあり、やはり電子ビーム偏向量を低減する効果が損なわれる。導電性ガラスをガラススペーサの基体とし、その表面にサンドブラスト処理及びエッチング処理によって凹凸を形成することで、前述の導電膜を被着することによる問題を解消することができる。
【００１５】
ガラススペーサの基体にサンドブラスト処理を施して表面を粗面化し、その後、エッチング処理を行なってクレータ状の凹凸を形成したものは、サンドブラスト処理のみを施した場合のようにマイクロクラックは認められず、機械的強度の上でも優れることが確認された。
【００１６】
本発明において、ガラススペーサの表面に２次電子放出を抑える機能を有する皮膜を形成することは望ましい。この場合、導電性ガラス基体の表面に２次電子放出防止膜を被着してから凹凸を形成するのではなく、凹凸形成後に２次電子放出防止膜を被着することが、皮膜の破損或いは皮膜の剥離を防止する観点から望ましい。２次電子放出防止膜の材料としては、Ｃｒ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３などが好適である。
【００１７】
なお、本発明において、ガラススペーサを前面パネルと背面パネルに接着するときには、電子ビームの偏向量を低減する効果をより一層高めるために、パネルとスペーサとの端部接触角を９０度よりも小さくすることが望ましい。
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明するが、以下に述べる例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明に係るガラススペーサの表面のＳＥＭ像を示したものである。ガラス基体の表面をサンドブラスト処理にて粗面化した後に酸エッチング処理を施したものである。比較のために、ガラス基体にサンドブラスト処理のみを施した時のＳＥＭ像を図２に示し、ガラス基体にエッチング処理のみを施した時のＳＥＭ像を図３に示す。エッチング処理のみでは、図３に示すように表面の荒れ具合が極めて小さく、２次電子放出係数を小さくする効果は得られない。
【００２０】
図４は、本発明のスペーサを備えた平面型画像表示装置の一例として、電界放出型画像表示装置を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った断面の一部を拡大して示した断面図である。図６は本発明の画像表示装置における一画素の構成例を模式図で示したものであり、図７は本発明の画像表示装置の等価回路例を説明する図である。
【００２１】
背面パネル２０１は、パネルの基材である背面基板２１１の内面側に信号線（データ線、カソード電極線）２１２と走査線（ゲート電極線）２１３を有しており、この信号線と走査線の交差部近傍に電子源２１４が形成されている。走査線２１３の端部には図７に示したように走査線引き出し線２１６が形成され、信号線２１２の端部には信号線引き出し線２１７が形成されている。
【００２２】
前面パネル２０２は、パネルの基材である前面基板２２１の内面側に遮光膜（ブラックマトリクス）２２２と、アノード（メタルバック）２２３及び蛍光体層２２４等を有している。
【００２３】
背面基板２１１と前面基板２２１の内周縁部には封止枠（枠ガラス）２０３が設けられ、この封止枠と背面基板及び前面基板が封着剤により接着され、封止接着層２０４が形成されている。これによって、背面パネルと前面パネルとの間に空間部分が形成される。この空間部分は通常、１０−５〜１０−７Ｔｏｒｒの圧力の真空雰囲気に保持され、表示領域２０７となる。
【００２４】
背面パネルに形成された走査線２１３と前面パネルに形成された遮光膜（ブラックマトリクス）２２２との間には、多数のガラススペーサ１０１が配置されており、これらのガラススペーサは導電性接着層１１５を介してパネルに接着されている。導電性接着層１１５の材料には、例えばフリットガラスを用いることができる。ガラススペーサ１０１の表面には、図５では図示を省略しているが、図１に示したようにクレータ状の凹凸が形成されている。これにより、２次電子放出係数を小さくし、電子ビームの偏向量を低減して、画質の向上を図ることができる。
【００２５】
背面基板２１１の材料にはガラス又はアルミナ等のセラミックスが好適であり、前面基板２２１の材料には透明なガラスが好適である。通常は背面基板にガラス板が用いられる。また、通常、背面基板と前面基板との内周縁部の間隔は、３〜５ｍｍ程度に保たれる。
【００２６】
図６は、本発明の表示装置における一画素の構成例を模式図で示している。背面パネル２０１において、背面基板２１１の主面（内側表面）には、アルミニウム膜を好適とする電子源の下部電極を構成する信号線２１２、下部電極のアルミニウムを陽極酸化した陽極酸化膜からなる第一の絶縁膜２７１、窒化シリコン膜（ＳｉＮ）を好適とする第二の絶縁膜２７２、給電電極(接続電極)２７４、クロムを好適とする走査線２１３、走査線２１３に接続された画素の電子源を構成する上部電極２７５が形成されている。
【００２７】
電子源は、信号線２１２を下部電極とし、下部電極の上に位置する第一の絶縁膜２７１の一部を形成する薄膜部分２７３と、この薄膜部分２７３の上層に積層される上部電極２７５の部分とで構成される。上部電極２７５は、走査線２１３と給電電極２７４の一部とを覆って形成されている。薄膜部分２７３は、所謂トンネル膜である。この構成で、所謂ダイオード電子源が形成される。
【００２８】
一方、前面パネル２０２において、透明なガラス基板を好適とする前面基板２２１の主面には、遮光膜（ブラックマトリクス）２２２で隣接画素と区画された蛍光体層２２４、アルミニウム蒸着膜を好適とするアノード２２３が形成されている。背面パネル２０１と前面パネル２０２の間にはスペーサ１０１が配置されている。
【００２９】
このように構成された平面型表示装置において、背面パネル２０１の上部電極２７５と前面パネル２０２のアノード２２３との間に３〜１０ｋＶ程度の加速電圧を印加すると、下部電極である信号線２１２に供給される表示データの大きさに応じた電子ｅ−が出射し、加速電圧によって蛍光体層２２４に衝突し、これを励起して所定周波数の光２５０を前面パネル２０２の外部に出射する。なお、フルカラー表示の場合には、この単位画素はカラーの副画素（サブピクセル）であり、通常は赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三つの副画素で一つのカラー画素（カラーピクセル）が構成される。
【００３０】
図７は本発明の表示装置の等価回路例を説明する図である。図７中に破線で示した領域は表示領域２０７であり、この表示領域２０７にｎ本の信号線２１２とｍ本の走査線２１３が互いに交差して配置され、ｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の三つの単位画素（或いは、副画素）すなわちＲ，Ｇ，Ｂの１グループで、カラー１画素を構成する。信号線２１２は、信号線引き出し線２１６によって画像信号駆動回路２８１に接続され、走査線２１３は走査線引き出し線２１７によって走査信号駆動回路２８２に接続されている。画像信号駆動回路２８１には外部信号源から画像信号ＮＳが入力され、走査信号駆動回路２８２には同様に走査信号ＳＳが入力される。これにより、順次選択される走査線２１３に交差する信号線２１２に画像信号を供給することで、二次元のフルカラー画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるガラススペーサの表面のＳＥＭ像を示す図である。
【図２】サンドブラストを施したガラススペーサのＳＥＭ像を示す図である。
【図３】エッチングを施したガラススペーサのＳＥＭ像を示す図である。
【図４】本発明の平面型表示装置の全体構造を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の平面型表示装置の一部分を詳細に示した断面図である。
【図６】本発明の平面型表示装置における一画素の構成例を示した模式図である。
【図７】本発明の平面型表示装置の等価回路例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０１…スペーサ、１１５…導電性接着層、２０１…背面パネル、２０２…前面パネル、２０３…封止枠、２０４…封止接着層、２１１…背面基板、２１２…信号線、２１３…走査線、２１４…電子源、２０７…表示領域、２２１…前面基板、２２２…遮光膜（ブラックマトリクス）、２２３…アノード、２２４…蛍光体層。
【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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