JP2011018492A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非画像領域の狭小化が可能で、狭ピッチで電子放出素子が形成された基板に対して、高い直線性及び精度でスペーサを取り付ける方法を提供する。
【解決手段】端部３近傍に屈曲部４を有するスペーサ１を用い、端部３と屈曲部４との間を把持部１０として把持ユニット５により把持し、スペーサ１の長辺方向に張力を印加した後、把持部１０を回転させることによって、スペーサ１の長尺部２に生じた回転モーメントを解消した状態で、スペーサ１をリアプレート１１に取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚の基板が板状スペーサを介在させて対向配置してなる画像表示装置の製造方法に関し、特に、一方の基板にスペーサを取り付ける工程に特徴を有する製造方法に関する。

２枚の基板を対向配置させてなる画像表示装置においては、耐大気圧部材として、２枚の基板間にスペーサを介在させる構造が一般的である。特許文献１には、高精細化のため狭ピッチで電子放出素子が形成されたリアプレート上に、直線状のスペーサを高精度に取り付ける方法が開示されている。具体的には、スペーサをプレートに取り付ける際に、スペーサの長辺方向に張力を印加し、その張力による直線性を維持するために、スペーサとリアプレートを固定する領域を張力を作用する点よりも内側とする方法である。また、特許文献２には、製造コストを削減するべく、互いに対向する一対のパネル間に配置される長尺スペーサにおいて、少なくとも一方の端部が、前記パネルからみて所定の角度をなしているスペーサが記載されている。

特開２００４−１５２６０２号公報 特開２００６−３１９７２号公報

特許文献１に記載されている画像表示装置の製造方法は、直線状のスペーサを組み立てる際に、スペーサに張力を印加するための領域がスペーサを固定する領域の外側に必要である。さらに、スペーサがリアプレートから外れないために必要な接着強度を得るためには、接着剤による固定領域を大きくとることが必要であり、画像表示装置の非画像領域（デッドスペース）が広くなっていた。画像表示装置の軽量化、デザイン性のためには、デッドスペースの狭小化による画像表示装置の狭額縁化が望まれていた。

特許文献２に記載されているスペーサは、画像表示装置の高精細化のために狭ピッチで電子放出素子が形成されたリアプレート上に取り付けるためには、高い取り付け精度が必要であり、より高いスペーサの直線性が望まれていた。

本発明の課題は、上記問題を解決し、非画像領域の狭小化が可能で、狭ピッチで電子放出素子が形成された基板に対して、高い直線性及び精度でスペーサを取り付け、高画質表示で信頼性の高い画像表示装置を提供しうる製造方法を提供することにある。

本発明は、第１基板と、前記第１基板に対向配置した第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置した板状のスペーサとを有する画像表示装置の製造方法であって、
前記スペーサが、両端部よりそれぞれ内側に、前記第１基板と第２基板との対向方向に直交する面内において屈曲する屈曲部を有し、
前記スペーサの屈曲部と端部との間を把持部として把持する工程と、
把持したスペーサを、スペーサの長辺方向に張力を印加する工程と、
前記スペーサの把持部を、第１基板と第２基板との対向方向に直交する面内において、スペーサの長辺方向に張力を印加する方向に回転させる工程と、
少なくとも前記スペーサの屈曲部より内側において、前記スペーサを前記第１基板に固定する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、屈曲部を有するスペーサを用い、把持部において回転工程を加えることで、直線性良く高精度に基板に取り付けることができる。よって、より狭額縁で軽量、高精細な画像表示装置を提供することができる。

本発明の製造方法におけるリアプレートへのスペーサの取り付け工程を示した模式図である。 本発明の製造方法に用いるスペーサ形状例の上面図である。 本発明の製造方法において、リアプレート上にスペーサを配置した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の製造方法において、スペーサに張力を印加した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の実施例１を示す上面図である。 本発明の実施例２を示す上面図である。 本発明により製造される画像表示装置の一例の構成を模式的に示す図である。

本発明の画像表示装置の製造方法は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子線ディスプレイの製造方法などを包含しており、特に、電子線ディスプレイは高真空容器である点から本発明が適用される好ましい形態である。以下、本発明の実施形態として、電子線ディスプレイの製造方法を例に挙げ、図１乃至図４を用いて具体的に説明する。

図２は、本発明の画像表示装置の製造方法に用いるスペーサの一例を示す上面図である。図中、１はスペーサ、２はスペーサ１の長尺部、３は端部、４は屈曲部である。

本発明で用いられるスペーサ１は、互いに対向配置する第１基板（リアプレート）と第２基板（フェースプレート）との間に配置される板状部材である。係るスペーサ１の材質としては、例えば石英ガラス、ソーダライムガラス、金属などであって、特に該スペーサ１を取り付ける側のリアプレート１１と材料が同質であることが、線膨張係数が近いことで好ましい。本発明に用いられるスペーサ１は、前記基板の対向方向（Ｚ方向）に直交する面（ＸＹ平面）内において両端部３の内側に屈曲部４を有している。屈曲部４は角度θをもって屈曲しており、ここで、角度θは長尺部２から端部３に向けて左回りを正とする。図２において、（ａ）は屈曲部４のθを両側で９０°とした例、（ｂ）は一方のθを９０°、他方を２７０°とした例、（ｃ）は両側でθを９０°を超える鈍角に形成した例、（ｄ）は両側でθを９０°未満の鋭角に形成した例である。

屈曲部４は、スペーサ１において屈曲部４を形成したい位置に、レーザやバーナーなどにより局所的に加熱することによりスペーサを軟化させる熱加工や、また万力などを用いた外力による曲げ加工などにより形成する。特にレーザを用いた屈曲部４の形成方法が、加工精度の点で好ましい。

図３は、本発明の画像表示装置の製造方法において、リアプレート１１上に図２（ａ）のスペーサ１を取り付けた状態を模式的に示す上面図である。図３において、スペーサ１の長尺部２の長さ（Ｘ方向）Ｌは配置するリアプレートの大きさに依存して決定され、一般的に３０乃至２５４０ｍｍの範囲内である。隣接するスペーサ１の一方の端部３から他方の屈曲部４までの距離δは、２ｍｍ以下だと真空排気が困難になるため、５ｍｍ以上であることが好ましい。また端部３から屈曲部４までの長さＬ’は、スペーサ１を配置する間隔（ピッチ）と、隣接するスペーサ１の屈曲部４までの距離δにより決定される。

スペーサ１の厚さ（Ｙ方向）は、０．０３乃至０．５０ｍｍの範囲内にあるのが好ましい。さらに、スペーサ１がフェースプレート（不図示）及びリアプレート１１と接触する部分では発光表示ができないため、スペーサ１の厚さは狭いピッチで形成される配線の太さを超えないように薄くする必要がある。しかし、スペーサ１の厚さが薄すぎると、スペーサ１を把持する際やフェースプレートとリアプレート１１の封着の際などにスペーサ１の強度が不足してしまうため、スペーサ１の厚さは必要強度を満たす必要がある。

スペーサ１の高さ（Ｚ方向）は、０．１乃至５．０ｍｍの範囲が好ましい。画像表示装置では、フェースプレートの蛍光体の発光効率を高めるために、一般的に高加速電圧（０．１ｋＶ乃至２０ｋＶ）を用いる。そのため、フェースプレート及びリアプレート１１の間隔が大き過ぎると、電子放出素子から放出される電子ビームの軌道が曲がってしまうため、スペーサ１の高さは低い方が好ましい。

スペーサ１の屈曲部４の角度θの値は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すような９０°、或いは２７０°であることが望ましい。これにより画像表示装置のデッドスペースを狭小化し、額縁を狭くすることができる。但し、屈曲部４の角度θは９０°や２７０°に限定されるものではなく、図２（ｃ）、図２（ｄ）のように鈍角や鋭角でも良い。

次に、本発明の画像表示装置の製造方法における、スペーサ１のリアプレート１１への取り付け工程について説明する。

図１は、図２（ａ）に示す屈曲部４の角度θを９０°としたスペーサ１を、リアプレート１１へ取り付ける工程を示した模式図である。

本例で用いたスペーサ１の把持ユニット５は、基準爪６と可動爪７を有しており、可動爪７を移動させ、基準爪６との間を開閉させることでスペーサ１の把持を行うことができる。また、把持ユニット５は、一方が固定、他方が図１中の矢印Ａの方向（図１（ｂ））にエアシリンダ（不図示）を使用して可動できるため、スペーサ１の長辺方向にスペーサ１に張力を印加することができる構造となっている。また把持ユニット５にはＺ方向の回転軸８が設けられており、回転軸８を軸として回転可能な仕組みを有している。これにより、把持ユニット５はフェースプレートとリアプレート１１との対向方向（Ｚ方向）に直交する面（ＸＹ平面）内において回転することができ、スペーサ１の端部３にＺ軸周りの回転モーメントを印加することができる。

固定部材９はリアプレート１１上の電子放出素子が形成されている画像領域１２よりも外側に形成される部材であり、スペーサ１をリアプレート１１の所定の位置に固定する。ここで、使用する固定部材９は、接着剤や固定ピンなどがあるが、これらに限定されるものではない。以下に具体的なスペーサ１のリアプレート１１への取り付け工程例を説明する。

（スペーサ１の把持工程：図１（ａ））
スペーサ１の把持部１０は、リアプレート１１の画像領域１２に接触する領域を避けるため、画像領域１２外に形成される左右の屈曲部４と端部３との間とする。スペーサ１の把持工程は、把持ユニット５の可動爪７を移動させ、基準爪６との間を開閉させ、把持部１０を把持することにより行われる。この時、スペーサ１の左右の把持部１０を把持する際に、スペーサ１の破損を防止するために、左右基準爪６の把持部当接面を、平行、且つ装置原点からの位置が等しくなるように調整する。

（スペーサ１のＸ方向への張力印加工程：図１（ｂ））
スペーサ１への張力印加工程は、スペーサ１の把持部１０を把持ユニット５によって把持した後、把持ユニット５を図１中矢印Ａの方向に可動することにより行われる。図４は矢印Ｆ（Ｘ方向）に作用する張力を把持部１０に印加した時のスペーサ１の形状例を示す。この時スペーサ１には、図４のように把持部１０に矢印Ｆ（Ｘ方向）に張力を印加するため、長尺部２に回転モーメントが発生するためＹ方向の反りが発生する。

（スペーサ１の把持部１０の回転工程：図１（ｃ））
スペーサ１の把持部１０の回転工程は、スペーサ１に張力を印加している状態で、把持ユニット５を回転軸８を中心にＺ軸まわりに回転することにより行われる。これにより、スペーサ１に回転モーメントが印加される。この時、（ｂ）の工程で長尺部２に発生する回転モーメントを打ち消すために、把持ユニット５は回転軸８を軸とし、Ｚ軸まわりに、長辺方向に張力を印加する方向に回転させる。

（スペーサ１のリアプレート１１への固定工程：図１（ｄ））
スペーサ１の固定工程は、スペーサ１とリアプレート１１とを、画像領域１２の外の所定位置関係を維持した上で、リアプレートの画像領域１２外で固定部材９により行われる。この時、固定部材９でスペーサ１を固定する領域は、少なくとも屈曲部４よりも長尺部２側とする。また、固定する領域は屈曲部４から端部３までの領域を含んでも良い。

（把持ユニット５の張力開放工程：図１（ｅ））
把持ユニット５の張力開放工程は、固定部材９によりスペーサ１をリアプレート１１上に固定した後、エアシリンダの圧力を除去し、前記把持ユニット５の可動爪７を開放方向に移動させる。これにより、前記リアプレート１１に固定されたスペーサ１を把持ユニット５から開放する。

上記（ａ）乃至（ｅ）の工程を繰り返し、リアプレート１１上にスペーサ１を所定の間隔で配置、固定する。ここで、上記工程はスペーサ１本ずつに限定されるものではなく、複数本同時でも良い。以上の工程を繰り返し、リアプレート１１上にスペーサ１を所定の間隔で所定の本数を配置する。

その後、リアプレート１１とフェースプレート（不図示）を十分に位置合わせし、両基板を枠部材（不図示）を介して封着することにより気密容器を作製する。気密容器内部を真空に排気するためには、リアプレート１１に形成した排気穴（不図示）と真空ポンプ（不図示）とを接続し、気密容器内を真空に排気する。その後、リアプレート１１の排気穴を封止する。以上により、画像表示装置が作製される。

図７は、本発明で製造される画像表示装置の一例の表示パネル（気密容器）の構成を模式的に示す図である。図７は単純マトリクス配置の電子源を用いて構成した画像表示装置の表示パネルの一例を示す模式図であり、一部を切り欠いた状態で示す。図７において、１１はリアプレート、２２は電子放出素子、２３はＸ方向配線、２４はＹ方向配線である。また、２５はガラス基板であるフェースプレートであり、内面に発光部材としての蛍光体である蛍光膜２６とアノードであるメタルバック２７が形成されている。また、２８は支持枠であり、この支持枠２８にリアプレート１１、フェースプレート２５がフリットガラス等を介して取り付けられ、気密容器を構成している。

以下に具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明がこれら実施例の形態に限定されるものではない。尚、以下に述べる実施例において、画像表示装置の基本構成、及びスペーサの製造方法は特開２００４−１５２６０２号公報記載のものと同様である。

（実施例１）
図１に示した工程に沿って図２（ａ）のスペーサ１をリアプレート１１上に取り付けた。スペーサ１をリアプレート１１に取り付けた状態の上面図を図５に示す。以下スペーサ１について説明する。

図２（ａ）で示すような、θ＝９０°の屈曲部４を有するスペーサ１を、ＰＤ２００（ＡＧＣ社製）からなる絶縁性部材の長尺スペーサ（１２００×２．０×０．２ｍｍ）を用いて作製した。屈曲部４は、上記長尺スペーサをレーザにより局所的に加熱することにより軟化させて、端部３を左右逆方向に屈曲させて形成した。スペーサ１の長尺部２の長さＬは１１８７ｍｍ、端部３から屈曲部４までの長さＬ’は１３ｍｍ、屈曲部４の角度θは９０°とした。

図１に示したように、把持ユニット５で屈曲部４から０．５ｍｍ外側を把持部１０として把持し、該把持部１０に張力として３．０Ｎを与えた。この時、把持部１０を引っ張っているためにモーメントが発生するためスペーサ１には反りが生じるが、このモーメントを打ち消す方向に回転モーメントを印加するため、両把持部１０を把持した把持ユニット５を０．２°回転させた。これにより、長尺部２の直線性を維持することができた。

固定部材９として脱ガスの少ない無機系接着剤をディスペンサ（不図示）によりスペーサ１の底面の所定の領域に適量塗布し、接着剤が塗布された領域がリアプレート１１の画像領域１２外に位置するように該スペーサ１をリアプレート１１上に載置した。その後、ヒートガン（不図示）を使用して、該接着剤を熱風により加熱、硬化させ、スペーサ１とリアプレート１１とを固定した。尚、接着剤で固定する領域は、固定領域を大きくとるために、屈曲部４より長尺部２側を含み、さらに屈曲部４から端部３までの全域とした。これにより、スペーサ１に取り付け張力が作用しても、接着固定が外れることなく直線性を維持したまま、スペーサ１のＹ方向の取り付け精度±２０μｍで、スペーサ１を配置することができた。また必要十分なスペーサ１の取り付け精度を得ることが可能となり、デッドスペースを狭小化することができた。尚、ここでは固定部材９として接着剤を用いたが、これに限定されるものではなく、固定ピンなどを用いても良い。

以上の工程を繰り返し、リアプレート１１上にスペーサ１を所定の間隔で図５に示すように配置し、リアプレート１１とフェースプレート（不図示）を十分に位置合わせし、両基板を枠部材（不図示）を介して封着することにより気密容器を作製した。気密容器内部を真空に排気するために、リアプレート１１に形成した排気管（不図示）と真空ポンプ（不図示）とを接続し、気密容器内を真空に排気した。その後、リアプレート１１の排気管の封止を行い、真空容器を作製した。次に周知の形態で、駆動ドライバー、駆動回路、高圧電源、フレキシブル基板を実装し画像表示装置を作製した。

本例により得られた画像表示装置においては、額縁を従来より狭い２０ｍｍで、軽量化を図ることができた。また、高精細で良好な画像表示が得られた。

（実施例２）
本例では、実施例１のスペーサ１の形状が異なること以外は、実施例１と同様にして画像表示装置を作製した。図６は本例において、スペーサ１をリアプレート１１上に取り付けた状態の上面図である。本例で用いたスペーサ１は、図２（ｂ）の形状のスペーサを使用した。スペーサ１の材質、長さ、厚み、高さは実施例１と同様とした。また、スペーサ１は屈曲部４の角度θを、一方を９０°とし他方を２７０°に屈曲させた。

本例で用いたスペーサ１は、実施例１とは異なり、屈曲部４により端部３が同じ方向を向いて屈曲している。よって、把持部１０をＸＹ平面内で回転させる工程においては、一方のスペーサ把持ユニット５を０．２°、他方のスペーサ把持ユニット５を−０．２°軸周りに回転させた。これにより、長尺部２の直線性を維持することができた。

本例により得られた画像表示装置においては、額縁を従来より狭い２０ｍｍで、軽量化を図ることができた。また、高精細で良好な画像表示が得られた。

１：スペーサ、２：長尺部、３：端部、４：屈曲部、５：把持ユニット、６：可動爪、７：基準爪、８：回転軸、９：固定部材、１０：把持部、１１：リアプレート、１２：画像領域

Claims (1)

1. 第１基板と、前記第１基板に対向配置した第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置した板状のスペーサとを有する画像表示装置の製造方法であって、
   前記スペーサが、両端部よりそれぞれ内側に、前記第１基板と第２基板との対向方向に直交する面内において屈曲する屈曲部を有し、
   前記スペーサの屈曲部と端部との間を把持部として把持する工程と、
   把持したスペーサを、スペーサの長辺方向に張力を印加する工程と、
   前記スペーサの把持部を、第１基板と第２基板との対向方向に直交する面内において、スペーサの長辺方向に張力を印加する方向に回転させる工程と、
   少なくとも前記スペーサの屈曲部より内側において、前記スペーサを前記第１基板に固定する工程と、
   を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。

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