JP2001035420A

JP2001035420A - スペーサ及びその製造方法並びに表示モジュール用基板及び表示モジュール

Info

Publication number: JP2001035420A
Application number: JP11201397A
Authority: JP
Inventors: Takao Minato; 孝夫湊; Ryuichi Nakamura; 隆一中村; Nobuyasu Sugaya; 暢康菅ケ谷
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】１〜５ｍｍの基板間隔を維持できるスペーサ
を、所定の位置に必要な数だけ設置して、後工程のハン
ドリングを容易とするスペーサ及びその製造方法並びに
表示モジュール用基板及び表示モジュールを提供する。【解決手段】断面が十字型もしくはＴ字型あるいはこれ
らを複数個連結した形状のスペーサを表示モジュール用
基板の非画素部に設置し、対抗基板と結合し表示モジュ
ールを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体を加速電子
で励起発光させる形式のディスプレイに関する。更に詳
しくはこのディスプレイの表示モジュール用基板の間隔
を保持するスペーサの形状及びその製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体を加速した熱電子で励起して発光
させるＣＲＴは表示容量を大きくして、高精細にするこ
とができる。しかしながら、湾曲するガラスブラウン管
の製造技術上の問題と重量とディスプレイとしての幅が
増すということから３６インチ程度が表示サイズの限界
と考えられている。

【０００３】このような問題に逢着しないディスプレイ
として平坦なガラス基板をつかうフラットディスプレイ
の開発が望まれており、特に電子源として冷陰極を使う
電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）が高輝度、高コント
ラストで有望である。

【０００４】電子を取り出す冷陰極源としては、図５に
示すような金属あるいは半導体で形成した微細なピラミ
ッド型の電子源４１の先端に電界を集中して電子を取り
出すタイプ（スピント型）と、カーボンナノチューブの
ような導電性の細線を束ねたタイプ（図示せず）、細か
い亀裂４４を形成した酸化パラジウム膜４５に電流を流
して、亀裂間に瞬間的に飛び出る電子を引き出す表面伝
導型タイプ（図６参照）、強誘電薄膜に交流を印加する
ことで電子を取り出すタイプなどいくつか考案されてい
る。前の３者はすべて強い電界を極部に集中することで
電子を空間中に飛び出させるものである。いずれも電子
が加速される空間は高真空でなければならない。

【０００５】どのタイプであっても高真空の自由空間に
飛び出て滞留する電子を高電圧で加速して蛍光体膜４２
に衝突させて発光（カソードルミネッセンス）させる。
蛍光体を高速電子で励起すると点ではＣＲＴと同じであ
るが、電子源も発光面もほぼ平坦なガラス上に形成する
ことが可能で、大面積化、軽量化、薄型化が容易であ
る。高速電子とするためには電子源側の基板１０と蛍光
体膜及びメタルバック１４のある対抗基板１５間に１〜
２ｋＶの高電圧を印加するので対面する基板間で不要な
放電が生じないように基板間隔を１〜５ｍｍに保持する
事が必要である。この間隔は電子が直線的に進んで特定
範囲の蛍光体を励起させる必要があるので広くすること
も問題がある。液晶ディスプレイの基板間隔が１０〜４
μｍ程度であり、この場合には幅がこの程度のガラスフ
ァイバーや無機物質や高分子からなる微少な粒（スペー
サ）を散布する。電子線励起型のディスプレイの基板間
隔は液晶のそれの１０００倍程度と広くなるのが特徴で
ある。

【０００６】発光面は各発光色要素毎に分割されており
その隙間は狭ければ狭いほど高精細化が可能で望ましい
が、概ね４００〜７０μｍ望ましくは２５０〜５０μｍ
程度である。従って、高速電子線を用いるディスプレイ
ではスペーサの高さが１〜５ｍｍで、その底面は５０〜
３００μｍの幅に収まる必要がある。表示要素上にまた
がると電子源や蛍光体膜がダメージを受け、表示画質
上、長期の安定性の点から問題である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る技術上の
要請からなされたもので、１〜５ｍｍの基板間隔を維持
できるスペーサを、所定の位置に必要な数だけ設置し
て、後工程のハンドリングを容易とするスペーサ及びそ
の製造方法並びに表示モジュール用基板及び表示モジュ
ールを提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、断面が十字型もしくはＴ字型あるいはこれらを複数
個連結した形状であることを特徴とするスペーサであ
る。請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明を前
提とし、前記断面が十字型もしくはＴ字型スペーサの腕
の幅が５０〜３００μｍ、腕の長さが５００μｍ以上
で、高さが１ｍｍ以上であることを特徴とするスペーサ
である。請求項３に記載の発明は、請求項１、２記載の
発明を前提とし、前記断面が十字型もしくはＴ字型のス
ペーサの腕の幅あるいは高さが部分的に相違することを
特徴とするスペーサである。請求項４に記載の発明は、
無機ペーストをダイス開口部から吐出して成形する工
程、吐出成形された前記無機ペーストを裁断する工程及
び焼成する工程、を含むことを特徴とするスペーサの製
造方法である。請求項５に記載の発明は、請求項４に記
載の発明を前提とし、前記ダイス開口部の断面が十字型
もしくはＴ字型あるいはこれらを複数個連結した形状で
あることを特徴とするスペーサの製造方法である。請求
項６に記載の発明は、請求項４、５に記載の発明を前提
とし、前記ダイス開口部の幅が５０〜３００μｍで、５
００μｍ以上の長さの腕を少なくとも一つ含むことを特
徴とするスペーサの製造方法である。請求項７に記載の
発明は、請求項４〜６記載の発明を前提とし、前記無機
ペーストが光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂を含むこ
とを特徴とするスペーサの製造方法である。請求項８に
記載の発明は、請求項４〜７記載の発明を前提とし、前
記無機ペーストがガラスフリットを主成分とすることを
特徴とするスペーサの製造方法である。請求項９に記載
の発明は、請求項１〜３記載の発明を前提とし、スペー
サを収容する凹部を有することを特徴とする表示モジュ
ール用基板である。請求項１０に記載の発明は、請求項
９に記載の発明を前提とし、表示モジュール用基板の凹
部にスペーサを収容し、対抗基板と結合したことを特徴
とする表示モジュールである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る表示モジュール用の
スペーサの概略形状を図１、２に示す。これらのスペー
サは断面が十字型１あるいはＴ字型２あるいはこれらを
連結した形状をなしているので、腕３、３’を利用して
基板１０上に安定して置くことができる。

【００１０】基板横方向から見たスペーサの高さｈは、
表示用ディスプレイの基板間隔に略一致させて１ｍｍ以
上とする。なお、高さｈの上限は特に限定されるもので
はないが、不要な放電の発生を考慮すると概ね５ｍｍ以
下である。なお、接触する基板の凹凸（例えば、電極、
蛍光体膜により生じるもの）を打ち消すために、スペー
サの腕の高さを相違させる（部分的に短くする）ことも
望ましい。

【００１１】スペーサの腕の長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、ス
ペーサが倒れない長さが必要であるので、５００μｍ以
上とする。また、長さの上限は特に限定されるものでは
ないが、あまり長いと加圧した場合に接触する基板の凹
凸の影響で折れやすくなることを考慮すると概ね５ｃｍ
以下である。

【００１２】スペーサの腕の幅ｄは、電極と電極の間の
距離により決まるが、対角の長さが３０〜５０インチで
ある大型ディスプレイでは略５０〜３００μｍであるた
め、概ねこれらの値から選択するが、望ましくは１００
〜１５０μｍである。なお、スペーサの腕の幅を腕毎に
相違（部分的に薄くする）させてもよい。

【００１３】次ぎに、本発明に係るスペーサの製造方法
について述べる。スペーサには耐熱性及び剛性が要求さ
れる。これは、電子を加速するタイプの表示用ディスプ
レイは内部を高真空に保つ必要があるため、ガラス基板
の周辺に低融点ガラスフリットを有機バインダーに分散
したスラリーを印刷した後、スペーサを介して一対のガ
ラス基板を対抗させて密着し、５００〜６００℃の高温
に保ってから冷却して一対の基板を接着し、この後内部
を減圧するからである。従って、スペーサを製造するた
めの材料（無機ペースト）は、５００〜６００℃の高温
で安定で、潰れにくい無機材料、例えばガラスフリット
を主成分とすることが望ましい。以下、製造例を述べ
る。

【００１４】平均粒径が１０μｍ程度のガラスフリット
を有機系バインダー（例えば、エチルセルロース）中に
分散して３本ロールでミリングして無機ペースト６とす
る。前者の組成比は７０〜８０重量％であることが望ま
しい。また、粘度は５００〜１０００ポイズであること
が望ましいので、必要であればエチルカルビトールアセ
テート等の有機溶剤を加えて調整すればよい。

【００１５】次ぎに、スペーサ作成用の治具について図
３を用いて説明する。厚さ５ｍｍ、半径２ｃｍの金属板
７に切削加工によりダイス開口部８を形成する。図３の
場合、ダイス開口部８は腕の長さ１ｍｍ、腕の幅３００
μｍの略十字型である。ダイス開口部は複数形成するこ
ともできる。これを半径２ｃｍの金属筒９の底部に空隙
ができないように接着固定する。筒の内部に無機ペース
ト６を一定程度満たして加圧すると金属板の十字型のダ
イス開口部８から十字型に半固形化した無機ペースト６
Ａが連続して吐出してくるので、これを専用ナイフで高
さ３ｍｍになるようにカットする。長さは１〜５ｍｍの
範囲で調整が可能である。

【００１６】このスペーサ作成用の治具を用いれば、Ｔ
字型のスペーサや類似の形状あるいはこれら基本ユニッ
トが複数個連結したスペーサも製造が可能である。押し
出す量の調整も容易で高さｈの制御も容易である。スペ
ーサの腕の幅はダイス開口部の幅を変えて制御できる。
高さは吐出した部分を部分的に削りとることで、高さｈ
が腕の各部で異なるものも製造が可能である。

【００１７】ところで、無機ペーストが柔らかく、ダイ
ス開口部から吐出したときに形状を保つことができない
場合は、仮硬化を行っても良い。仮硬化の具体的手法を
挙げれば、ＵＶで硬化する光硬化性樹脂をペーストに適
量分散して吐出する際にＵＶ照射する方法。あるいは熱
硬化性樹脂をペーストに適量分散して吐出する際に赤外
線ヒーターなどで加熱する方法がある。また、仮硬化さ
せてから必要な長さだけ裁断することを繰り返しても良
いし、硬化させながら一定の長さ吐出させた後に、裁断
しても良い。

【００１８】このようして得られた吐出成形した無機ペ
ーストを例えば６００℃のオーブンで１時間焼成すると
十字型のスペーサが得られる。

【００１９】更に、スペーサを製造する別の方法として
は、無機ペーストを断面十字型等の連続体形状とし、焼
成した後にダイアモンドカッターで１個分の長さに裁断
する方法も可能である。

【００２０】次ぎに、本発明に係る表示モジュール用基
板及び表示モジュールについて図４を用いて説明する。
図４（１）は、表示モジュール用基板の平面図、図４
（２）は、図４（１）のＡ−Ａ’断面図、図４（３）
は、凹部の断面拡大図である。

【００２１】表示モジュール用基板１３上には、Ｒ，
Ｇ，Ｂの画素からなる蛍光体膜１２とそれを覆うメタル
バック１４、非画素部４にはスペーサの端部が無理なく
収まるような凹部５を設ける。これらの凹部は蛍光体膜
などの厚さで自然に形成されても良いし、距離的に余裕
がある場合には定法のフォトリソグラフィー法で１０〜
５０μｍ程度の高さの壁で枠を形成してもよい。枠の材
料としては無機材料の二酸化珪素やアルミナなどが望ま
しい。

【００２２】前記スペーサを非画素部４の凹部５に設置
する。スペーサは全ての凹部の交差部に設置する必要は
ないが、強度向上のためなるべく多くの凹部の交差部に
設置することが望ましい。なお、スペーサの底部にアク
リル系のＵＶ硬化剤あるいは熱硬化樹脂を塗布して、Ｕ
Ｖ露光または加熱処理を行うことによりスペーサを基板
上に仮止めすることが望ましい。

【００２３】次ぎに、電子源１１が形成された対抗基板
１５とアライメントを採って相対した後、６００℃で焼
成した。すると一対の基板はスペーサで決まる２．５ｍ
ｍの基板間隙で接着した。従来の技術では、スペーサが
板状であるため適切な接着用部材を介して基板に装着し
ても、幅に比較して高さが２〜３０倍あるために、後工
程上でハンドリングする際の風圧や対抗基板と触れる際
に倒れることが多かった。しかし、本発明に係るスペー
サを用いることにより、対抗基板と加圧により接触する
に際して倒れることはない。

【００２４】その後、基板間隔を１０^-6Torrに減圧して
もスペーサは潰れることはなく、表示モジュールを製造
することができる。この表示用モジュールは、耐押圧性
に優れ強度のあるスペーサを設置できハンドリングが容
易となる。

【００２５】更に、スペーサ（吐出成形された無機ペー
スト）を仮硬化したままの状態で基板上に配置して、基
板接着時に焼成硬化することも可能である。この場合焼
成は一度ですむため、製造が容易となる。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係わるスペーサによれば、第１
に、高さが高く、安定して基板上に設置できる。第２
に、基板の表面形状に柔軟に対応できる。

【００２７】また、本発明に係わるスペーサの製造方法
によれば、第１に、高さが高いスペーサを容易に安価に
製造できる。第２に、裁断前に仮硬化できるので切断が
容易となる。

【００２８】本発明に係わる表示モジュール用基板によ
れば、スペーサを基板上の非画素部の所定の位置に必要
な数だけ設置できる。

【００２９】本発明に係わる表示モジュールによれば、
耐押圧性に優れ、ハンドリングが容易となる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる十字型スペーサの概略の形状を
示すための斜視図である。

【図２】本発明に係わるＴ字型スペーサの概略の形状を
示すための斜視図である。

【図３】本発明に係るスペーサの製造方法の一例を示す
説明図である。

【図４】本発明に係わるスペーサの表示モジュール用基
板上の好適な配置の一例を示す平面図（１）と断面図
（２）、（３）である。

【図５】スピント型の電子源の断面図である。

【図６】表面伝導型の電子源の断面図である。

【符号の説明】

１十字型スペーサ２Ｔ字型スペーサ３、３’スペーサの腕に相当する部分４蛍光体膜の各画素に囲まれた非画素部５スペーサを収容する凹部６スペーサ７金属板８ダイス開口部９金属筒１０基板１１電子源１２蛍光体膜１３透明電極１４メタルバック１５対抗基板４１ピラミッド型の電子源４２蛍光体膜４３陽極４４亀裂４５酸化パラジウム膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C012 BB07 5C032 CC10 CD06 5C036 EF01 EF06 EG02 EG50 5C094 AA36 AA42 AA43 AA48 AA55 BA32 BA34 CA19 DA12 EC03 FA01 FA02 FB01 FB02 FB15 GB01 GB10 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面が十字型もしくはＴ字型あるいはこれ
らを複数個連結した形状であることを特徴とするスペー
サ。
【請求項２】前記断面が十字型もしくはＴ字型スペーサ
の腕の幅が５０〜３００μｍ、腕の長さが５００μｍ以
上で、高さが１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項
１に記載のスペーサ。
【請求項３】前記断面が十字型もしくはＴ字型のスペー
サの腕の腕の幅あるいは高さが部分的に相違することを
特徴とする請求項１から請求項２の何れか一つに記載の
スペーサ。
【請求項４】無機ペーストをダイス開口部から吐出して
成形する工程、吐出成形された前記無機ペーストを裁断
する工程及び焼成する工程、を含むことを特徴とするス
ペーサの製造方法。
【請求項５】前記ダイス開口部の断面が十字型もしくは
Ｔ字型あるいはこれらを複数個連結した形状であること
を特徴とする請求項４に記載のスペーサの製造方法。
【請求項６】前記ダイス開口部の幅が５０〜３００μｍ
で、５００μｍ以上の長さの腕を少なくとも一つ含むこ
とを特徴とする請求項４から請求項５のいずれか一つに
記載のスペーサの製造方法。
【請求項７】前記無機ペーストが光硬化性樹脂もしくは
熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする請求項４から請求
項６のいずれか一つに記載のスペーサの製造方法。
【請求項８】前記無機ペーストがガラスフリットを主成
分とすることを特徴とする請求項４から請求項７のいず
れか一つに記載のスペーサの製造方法。
【請求項９】請求項１から請求項３の何れか一つに記載
のスペーサを収容する凹部を有することを特徴とする表
示モジュール用基板。
【請求項１０】請求項９に記載の表示モジュール用基板
の凹部にスペーサを収容し、対抗基板と結合したことを
特徴とする表示モジュール。