JP4200046B2 - 平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法、及び、平面パネルディスプレイ用スペーサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法及び平面パネルディスプレイ用スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）は、従来の陰極線管（ＣＲＴ）を応用した自発光型の平面パネルディスプレイとして知られている。ＦＥＤは多くの陰極（電界放出素子）を二次元状に配列してなる陰極構造体を備えており、減圧環境下において陰極から放出される電子を、各蛍光画素領域に衝突させて発光画像を形成している。蛍光画素領域は燐層を含んでなる。
【０００３】
この平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板を備えている。このような平面パネルディスプレイの一例は米国特許第５，５４１，４７３号明細書に記載されている。このディスプレイの背板はガラス板上に陰極構造体を堆積することによって形成される。
【０００４】
この平面パネルディスプレイは燐層が堆積されたガラス面板を備えている。ガラスまたは燐層の上には電界印加用の導電性層が堆積される。
【０００５】
面板は背板から０．１ｍｍ〜１ｍｍ乃至２ｍｍ離間されている。面板と背板との間には壁体からなる短冊状スペーサが垂直に介在している。このスペーサは正確な位置に配置されることが望ましいが、ディスプレイ内を減圧すると、大気圧によってスペーサには大きな荷重が加えられる。
【０００６】
この荷重は１０インチのディスプレイでは１トンにも達するといわれている。この荷重によって、スペーサが不整列状態になったり傾斜すると、放出された電子が偏向し、ディスプレイ上に目視可能な欠陥が生じる。スペーサは面板及び背板間の非常に大きな圧縮力に耐える必要があり、スペーサ毎の高さは等しく、且つ、平坦である必要もある。また、スペーサの熱膨張率は面板としてのガラス板に近く、且つ、温度依存性も小さくなければならないとされている。
【０００７】
また、面板と背板との間には例えば１ｋＶ以上の高電圧が印加されるので、スペーサには高電圧に対する耐性と２次放射特性が要求される。従来のスペーサは、アルミナからなる絶縁材料を導電材料でコーティングしてなることが知られている。
【０００８】
特表２００２−５０８１１０号公報、特表２００１−５０８９２６号公報は、これらに関する技術を開示している。
【特許文献１】
特表２００２−５０８１１０号公報
【特許文献２】
特表２００１−５０８９２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスペーサでは画像の歪みやにじみを生ずることがあった。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、画像の歪みやにじみを低減できる平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法及び平面パネルディスプレイ用スペーサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らが鋭意検討したところ、アルティック、すなわち、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）とＴｉＣ（炭化チタン）とを主成分とする複合セラミクスの焼結体から形成されたスペーサが、強度や比抵抗値の点から平面パネルディスプレイ用として好ましいことを見出して本発明に想到するに至った。
【００１１】
一般に、このようなスペーサを形成するには、アルティックの基板から所定の形状のスペーサを切り出す方法が考えられる。ここで、アルティックの基板は、一般的に、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＣとを混合した原料粉末を板状に成形した後、この成形体をカーボン製等の型で両主面側から加圧しつつ加熱することにより焼結させて製造される。
【００１２】
ところが、本発明者らが更に検討したところ、このようにして製造されるアルティックの基板においては、その厚み方向において比抵抗値に大きな分布が生じる場合があることを見出した。したがって、アルティックの基板からスペーサを切り出す場合、比抵抗値の大きな分布を有するスペーサが形成される場合がある。そして、スペーサ内に大きな比抵抗値の分布があると、平面パネルディスプレイのスペーサとして使用した場合に電子線の偏向等が発生し、画像のにじみ等が発生する場合がある。
【００１３】
そこで、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法において、Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣを含む焼結体によって形成された基板を、上記基板の主面と交差しかつ互いに平行な一対の第一切断面に沿って切断し第一の切片を形成する第一切断工程と、上記第一の切片を、上記第一の切片において上記基板の表面に対応する面に平行な一対の第二切断面に沿って切断して第二の切片を得る第二切断工程と、を含み、この平面パネルディスプレイ用スペーサは、平面パネルディスプレイ用スペーサとして組み込まれる際に前面基板と背面基板との間隔を規定する方向が第二切断面となるものである。
【００１４】
また、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣを含む焼結体によって形成された基板を、前記基板の主面と交差し、かつ、互いに平行な一対の第一切断面に沿って切断して第一の切片を形成し、前記第一の切片を、前記第一の切片において前記基板の表面に対応する面に平行な一対の第二切断面に沿って切断することにより形成される。
【００１５】
これによれば、スペーサが高強度、高硬度のセラミックであるアルティックを含有する基板から形成されるので、圧縮力による変形に耐えて画像の歪みを抑制することができる。
【００１６】
また、アルティックを含有する基板が基板の厚み方向に複数に分割され、基板の厚みよりも薄い厚みを有する第二の切片が形成されることとなる。したがって、基板の厚み方向に比抵抗値の分布が生じている場合であっても、基板を基板の厚み方向に複数に分割することなく単に基板の幅方向に分割することによって切片を形成する場合に比して、切片における比抵抗値のバラツキが低減される。このため、このような第二の切片を平面パネルディスプレイのスペーサとして用いることにより、平面パネルディスプレイにおける電子線の偏向が抑制されて画像のにじみが抑制される。
【００１７】
ところで、このような第二の切片をスペーサとして平面パネルディスプレイの面板と背板との間に配置する際に、第二の切片における面板や背板との接触部分における接触抵抗の面内不均一性を低減させるべく、第二の切片における面板や背板との接触面に金属膜を形成することが好ましい。
【００１８】
そこで、上記第二切断工程を実施する前に、さらに、上記第一の切片において上記第一切断面に対応する面上に、金属膜を各々形成する工程を含むことが好ましい。
【００１９】
これによれば、金属膜が各々形成された第一の切片に対して第二切断工程を行うことにより、両側に金属膜が形成された第二の切片を容易に製造できる。
【００２０】
また、上記第二切断工程を実行した後に、第二の切片において上記第二切断面に対応する面上に、パターニングされた金属膜を形成する工程を更に含むことが好ましい。
【００２１】
これによれば、所望の形態の金属膜パターンが第二の切片の主面上に形成されるので、この第二の切片における内部電界分布を所望の分布に設定できる。
【００２２】
一方、上述の製造方法において、さらに、上記第二の切片の一方の主面に上記第一切断面に対応する面と平行に延びる溝を形成する工程と、上記主面上、上記溝の内面上、及び、上記第一切断面に対応する面上に金属膜を形成する工程と、上記主面上に形成された金属膜をパターニングする工程と、上記金属膜を形成した後に、上記第二の切片のうち、他方の主面から上記溝までの部分を除去し、上記第二の切片を複数に分割する工程と、を含むことがより好ましい。
【００２３】
これによれば、スペーサにおいて、面板や背板との接触部分とされる主面の両側の金属膜と、主面上に形成される金属パターンとを、一回の金属膜積層と、一回のパターニングとで形成することができ、工数を削減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る平面パネルディスプレイ及び平面パネルディスプレイ用スペーサについて説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２５】
まず、スペーサが適用される平面パネルディスプレイであるＦＥＤの概要について説明する。
【００２６】
図１は平面パネルディスプレイの平面図、図２は平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
【００２７】
ガラス製の面板１０１上には、ブラックマトリックス構造体１０２が形成されている。ブラックマトリックス構造体１０２は燐層からなる複数の蛍光画素領域を含んでいる。燐層は高エネルギー電子が衝突すると、光を放出して可視ディスプレイを形成する。特定の蛍光画素領域から発した光は、ブラックマトリックス構造を介して外部に出力される。ブラックマトリックスは、互いに隣接する蛍光画素領域からの光の混合を抑制するための格子状黒色構造体である。
【００２８】
面板１０１上には、その表面に対して垂直に立設した壁体であるスペーサ１０３−１１９が取り付けられている。
【００２９】
面板１０１上にはスペーサ１０３〜１１９（１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９）を介して背板２０１が設けられる（図２参照）。スペーサ１０３〜１１９は、面板１０１と背板２０１との間の間隔を均等に保持している。背板２０１の能動領域面は陰極構造体２０２を含んでいる。この陰極構造体２０２は電子を放出するための突起からなる陰極（電界（電子）放出素子）を複数有している。
【００３０】
陰極構造体２０２の形成領域は背板２０１の面積よりも小さい。面板１０１の外周領域と背板２０１の外周領域との間にはガラスシール２０３が介在しており、中央部に密閉室を提供している。この密閉室内は電子が飛行可能な程度に減圧されている。また、この密閉室内には、陰極構造体２０２、ブラックマトリックス構造体１０２及びスペーサ１０３−１１９が配置されることとなる。シール２０３は融解ガラスフリットによって形成される。
【００３１】
なお、全てのスペーサ１０３−１１９の構造は同一であるので、以下では、一つのスペーサ１０３に着目して説明を行う。
【００３２】
図３は、本発明に係るスペーサ１０３を示す斜視図である。このスペーサ１０３は、概ね板状の直方体であり、主面５０Ａ、５０Ｂと、長手方向に延びる側面５０Ｃ、５０Ｄと、長手方向の両端の端面５０Ｅ，５０Ｆを有しアルティック含有基板から形成された矩形平板状のベース５０と、ベース５０の側面５０Ｃ上に形成された金属膜４２ａと、ベース５０の側面５０Ｄ上に形成された金属膜４０ａとを有している。また、ベース５０の主面５０Ａ上にはパターニングされた金属膜６５が形成されている。この金属膜６５はスペーサ１０３の長手方向にそって延在し、また、金属膜６５は、金属膜４２ａや金属膜４０ａとは離間されて絶縁されている。また、金属膜６５は、長手方向に複数に分割されている。
【００３３】
このスペーサ１０３は、図４に示すように、その長手方向の両端に設けられた接着剤３０１，３０２によって面板１０１、背板２０１に固定されている。本例の接着剤３０１，３０２の材料はＵＶ硬化性ポリイミド接着剤であるが、熱硬化性接着剤または無機接着剤を使用することができる。なお、接着剤３０１，３０２はブラックマトリックス構造体１０２、陰極構造体２０２の外側に配置される。このとき、スペーサ１０３の金属膜４０ａ、４２ａが、背板２０１の陰極構造体２０２、面板１０１のブラックマトリックス構造体１０２に各々接触するように配置される。
【００３４】
次に、スペーサ１０３の製造方法の第一実施形態について説明する。図５は第一実施形態に係るスペーサ１０３の製造方法を説明するための説明図である。このスペーサ１０３の製造方法は、上述の陰極構造体２０２を有する背板２０１と蛍光画素領域（ブラックマトリックス構造体１０２）を有する面板１０１との間に介在する平面パネルディスプレイ用スペーサを製造する方法である。
【００３５】
まず、所定の大きさのアルティック（ＡｌＴｉＣ）含有基板（基板）１０を用意する（図５（ａ））。ここでは、例えば、縦１３４ｍｍ、横６７ｍｍ、厚み２．５ｍｍの矩形平板状の基板を利用できる。このアルティック含有基板１０は、主面１０Ａ，１０Ｂ、長手方向に平行な側面１０Ｃ，１０Ｄ、及び、長手方向に直交する端面１０Ｅ，１０Ｆを有している。このようなアルティック含有基板１０は、例えば、アルミナ粉末と炭化チタン粉末とを所定の比率で混合し、この混合粉末２６０を、図５に示すように、真空装置２５０内に設けられたカーボン製の円筒２５１内で、カーボン製の円盤状の仕切板２５２間に板状に挟んだ状態で、加圧装置２５５によって加圧しつつ真空雰囲気で１５００℃程度で焼結させることにより得られる。ここで、加圧は２０ＭＰａ（２００ｋｇｆ／ｃｍ2）程度とすることが好ましい。そして、このようにして得られた焼結体を所定の大きさの矩形平板状に切断・研磨することによりアルティック含有基板１０が得られる。なお、アルミナ粉末と炭化チタン粉末に加えて、酸化チタン粉末や、酸化マグネシウム粉末等の酸化物や、これら酸化物の混合物を更に混合して焼結させても良い。
【００３６】
ここで、アルティック含有基板１０は、アルティックを構成するためにＡｌ2Ｏ3とＴｉＣを含むものであり、ＴｉＣの含有率は５０ｗｔ％以下が好ましく、更に、相変化点である３０ｗｔ％以下、具体的には７ｗｔ％であることが好ましい。
【００３７】
ＴｉＣの添加量が５〜４０ｗｔ％のアルティックは、密度４．０９〜４．３１（ｇ／ｃｍ2）、ビッカーズ強度２１００〜２２００（Ｈｖ２０）、抗折強度７００〜７６０（ＭＰａ）、ヤング率３８０〜４１０（ＧＰａ）、比抵抗４×１０14〜１．９×１０-3Ω・ｃｍ、熱膨張係数７．２×１０-6〜７．３×１０-6（℃-1（４０〜４００℃））、熱伝導率２９．３〜２２．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱０．８１２×１０3〜０．７３３×１０3（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））であって、いずれの観点からも、平面パネルディスプレイのスペーサ材料として好ましい。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、アルティック含有基板１０の一方の主面１０Ａと一方の端面１０Ｅとによって形成される稜部に、面取部１５を形成する。
【００３９】
次に、アルティック含有基板１０に対して垂直、かつ、アルティック含有基板１０の側面１０Ｃ，１０Ｄに平行な複数の第一切断面９１に沿って、アルティック含有基板１０を所定間隔で切断する（図７（ａ））。これによって、図７（ｂ）に示すように、第一の切片３０が形成される。この第一の切片３０は、アルティック含有基板１０の主面１０Ａ，１０Ｂに各々対応する主面３０Ａ，３０Ｂ、第一切断面９１、９１に対応する側面３０Ｃ，３０Ｄ、及び、アルティック含有基板１０の端面１０Ｅ，１０Ｆに対応する端面３０Ｅ、３０Ｆを有すると共に、この第一の切片３０には、アルティック含有基板１０の面取部１５に対応する面取部１５ａが形成されている。
【００４０】
ここでは、例えば、第一の切片３０の側面３０Ｃ，３０Ｄ間の幅３０Ｗが各々約２．１５ｍｍとなるように第一切断面９１間の距離を設定することができる。なお、アルティック含有基板１０から切り出される両端の部材３２，３２は、廃棄することが好ましい。
【００４１】
次に、図８に示すように、下側研磨パッド７０と上側研磨パッド７１との間に、第一の切片３０を、第一の切片３０の側面３０Ｃ、３０Ｄが、下側研磨パッド７０、上側研磨パッド７１に各々接するように配置してこれらの第一の切片３０の両側面３０Ｃ，３０Ｄを鏡面研磨する。ここでは、例えば、両側面３０Ｃ，３０Ｄ間の幅３０Ｗが２．１５ｍｍ程度にそろうように研磨する。その後、アルカリ溶液で第一の切片３０を洗浄する。
【００４２】
続いて、図９（ａ）に示すように、第一の切片３０の一方側の側面３０Ｄ上に、金属膜４０を形成する。ここでは、例えば、膜厚が数ｎｍ〜１μｍ、材料がＴｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ等の金属からなる金属膜４０をスパッタリング法によって形成できる。引き続いて、図９（ｂ）に示すように、第一の切片３０を裏返して、第一の切片３０の他方の側面３０Ｃ上にも、金属膜４０と同様の金属膜４２を形成する。
【００４３】
次に、第一の切片３０における面取部１５ａが形成されている側の端部において、第一の切片３０を第一の切片３０の長手方向に直角な方向に切断し、面取部１５ａを有する部分を除去する（図１０）。
【００４４】
続いて、図１１（ａ）に示すように、第一の切片３０を、第一の切片３０の主面３０Ａ（アルティック含有基板１０の主面１０Ａに対応する面）に平行な複数の第二切断面９２に沿って切断して、図１１（ｂ）に示すように第二の切片６０を得る。
【００４５】
ここで、第二の切片６０は、第二切断面９２に対応する主面５０Ａ、５０Ｂと、長手方向に延びる側面５０Ｃ、５０Ｄと、長手方向の両端の端面５０Ｅ，５０Ｆを有しアルティック含有基板１０から形成された矩形平板状のベース５０と、ベース５０の側面５０Ｃ上に形成された金属膜４２ａと、ベース５０の側面５０Ｄ上に形成された金属膜４０ａとを有することとなる。また、第二の切片６０の主面５０Ａと主面５０Ｂとの間隔５０Ｗを、第一の切片３０の幅３０Ｗよりも狭くなるように第一の切片３０を切断する。
【００４６】
続いて、第二の切片６０の主面５０Ａ上にパターニングされた金属膜６５を形成して、図３に示すスペーサ１０３を完成させる。ここでは、例えば、この主面５０Ａを洗浄し、続いて、この主面５０Ａ上にスパッタリング法によってＴｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ等の金属膜を１００ｎｍ堆積し、ドライエッチング用のレジストパターンを金属膜上に形成した後、レジストパターンをマスクとしてイオンミリングによって当該金属膜をエッチングし、パターニングされた金属膜６５を形成することができる。
【００４７】
そして、このような工程を経て、本実施形態に係る平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が完成する。そして、このようなスペーサ１０３は、金属膜４２ａ、金属膜４０ａが、平面パネルディスプレイにおける背板２０１、面板１０１に各々接するようにして、背板２０１と面板１０１との間に設けられることとなる。
【００４８】
このスペーサ１０３は高強度、高硬度のセラミックであるアルティックを含有することで、圧縮力による変形に耐えることができる。また、アルティックを含んでいるので、強度、温度、伝導率等の観点から、アルミナのみからなるスペーサに比較して、好適な平面パネルディスプレイを製造することができる。このような平面パネルディスプレイでは、画像内の面内輝度変化や歪みを著しく低減させることができる。
【００４９】
また、上述のようにしてアルティック含有基板を製造すると、板厚方向の中心付近にカーボンが析出し易く、板厚方向中心付近の比抵抗値が、板厚方向両端部の比抵抗値よりも高くなりやすい。なお、板厚方向中心付近においてカーボンが析出しやすくなることに関する詳細な理由は不明であるが、例えば、アルティックを焼結させる際に発生することがあるＣＯガス等が、板厚方向の中心部では基板から外部に抜け難くなること等が考えられる。
【００５０】
ところが、本実施形態においては、アルティック含有基板１０を、アルティック含有基板１０の主面と各々直交し、かつ、互いに平行な２つの第一切断面９１に沿って切断して第一の切片３０を形成し、さらに、この第一の切片３０を、第一の切片３０におけるアルティック含有基板１０の主面１０Ａに対応する主面３０Ａに各々平行な２つの第二切断面９２に沿って切断して第二の切片６０を得ている。
【００５１】
これによれば、アルティック含有基板１０がこの基板１０の厚み方向に複数に分割されて、アルティック含有基板１０の厚みよりも薄い厚みを有する第二の切片６０が形成されることとなる。したがって、アルティック含有基板１０の厚み方向に比抵抗値の分布が生じている場合であっても、この基板１０を基板１０の厚み方向に複数に分割することなく単に基板１０の幅方向に分割することによってスペーサとしての切片を形成する場合に比して、第二の切片６０における比抵抗値のバラツキが低減されている。このため、このような第二の切片６０に基づくスペーサ１０３を平面パネルディスプレイのスペーサとして用いることにより、平面パネルディスプレイにおける電子線の偏向が抑制されて画像のにじみが低減されている。
【００５２】
また、本実施形態においては、第二切断面９２に沿って第一の切片３０を切断する前に、さらに、第一の切片３０における第一切断面９１に対応する側面３０Ｃ，３０Ｄに金属膜４０，４２を各々形成している。
【００５３】
このため、第二切断面９２に沿って第一の切片３０を切断することにより、第二の切片６０における金属膜４０ａ、４２ａを容易に形成することができる。このため、第二の切片３０を形成した後にこの第二の切片３０の両側面５０Ｃ，５０Ｄに金属膜４２ａ，４０ａを形成する場合に比べて、製造コストが削減される。
【００５４】
ここで、この金属膜４０ａ，４２ａは、第二切断面９２に沿う切断工程の前に形成された金属膜４０，４２の一部分である。この金属膜４０ａ、４２ａは、背板２０１及び面板１０１との接触抵抗の面内不均一性等を低減させ、スペーサ全体としての抵抗率、導電率の設定に寄与する。
【００５５】
また、上述のスペーサ１０３は直方体であるが、これは厚み方向及び長手方向を含む平面に平行な主面５０Ａを有し、この主面５０Ａ上にパターニングされた金属膜６５を有している。このパターンは内部電界分布を所望の分布に規定するものである。
【００５６】
次に、第二実施形態に係る平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の製造方法について説明する。
【００５７】
本実施形態では、第一の製造方法で用いたアルティック含有基板１０を、まず、図１２（ａ）に示すように、アルティック含有基板１０に対して垂直、かつ、アルティック含有基板１０の側面１０Ｃ，１０Ｄに平行な複数の第一切断面９１に沿って、アルティック含有基板１０を所定間隔で切断する。これによって、図１２（ｂ）に示すように、第一の切片５３０が形成される。この第一の切片５３０は、アルティック含有基板１０の主面１０Ａ，１０Ｂに各々対応する主面５３０Ａ，５３０Ｂ、各第二切断面９２に対応する側面５３０Ｃ，５３０Ｄ、及び、アルティック含有基板１０の端面１０Ｅ，１０Ｆに対応する端面５３０Ｅ、５３０Ｆを有している。ここで、第一の切片５３０の側面５３０Ｃ，５３０Ｄ間の幅５３０Ｗは、第一実施形態における第一の切片３０の幅３０Ｗの約３倍程度とされている。続いて、第一の切片５３０の側面５３０Ｃ、５３０Ｄを研磨する。
【００５８】
次に、図１３に示すように、第一の切片５３０を、第一の切片５３０の主面５３０Ａに平行な複数の第二切断面９２に沿って所定間隔で切断して、図１３（ｂ）に示すように第二の切片５６０を得る。
【００５９】
ここで、第二の切片５６０は、第二切断面９２に対応する主面５６０Ａ、５６０Ｂと、長手方向に延びる側面５６０Ｃ、５６０Ｄと、長手方向の両端の端面５６０Ｅ、５６０Ｆを有しアルティック含有材料から形成されている。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａと主面５６０Ｂとの間隔５６０Ｗを、第一の切片５３０の幅５３０Ｗよりも狭くなるように第一の切片５３０を切断する。
【００６０】
次に、図１４に示すように、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に、端面５６０Ｅから端面５６０Ｆまで側面５６０Ｃ，５６０Ｄの延在方向に平行に延びる溝５７０を所定間隔で複数形成する。ここで、溝５７０間の距離Ｗ２、側面５６０Ｄに最も近い溝５７０と側面５６０Ｄとの間の距離Ｗ３、及び、側面５６０Ｃに最も近い溝５７０と側面５６０Ｃとの間の距離Ｗ１は、何れも同じ距離とされている。また、各溝５７０は、側面５６０Ｄと平行な側壁５７０Ａ及び側壁５７０Ｂと、側壁５７０Ａと側壁５７０Ｂとの下端同士を接続する底面５７０Ｃとによって形成され、断面矩形状を呈している。この溝５７０は、所定の幅ＷＳ、所定の深さＤを有する。例えば、幅ＷＳは１０〜２００μｍ程度、深さＤは、１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【００６１】
次に、図１５に示すように、スパッタリングや蒸着等により、金属原子や金属微小粒子等を、第二の切片５６０で溝５７０が形成された主面５６０Ａ側から吹き付ける。これにより、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ、５６０Ｄ、主面５６０Ａ、溝５７０内の各表面にわたって金属膜５８０が形成される。ここで、金属膜５８０の材料は、第一の製造方法の金属膜４０や金属膜４２と同様である。
【００６２】
次に、図１６に示すように、金属膜５８０の内、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に対応する面上にフィルムレジスト５９０を加熱圧着する。そして、所定のマスクでフィルムレジスト５９０を露光、現像することにより、フィルムレジスト５９０を図１７に示すようにパターニングしてレジストパターン５９１を形成し、金属膜５８０の一部を露出させる。
【００６３】
そして、イオンミリング等によって、パターニングされたレジストパターン５９１をマスクとして、図１８に示すように、金属膜５８０を所定の厚み除去する。ここで、この所定の厚みは、金属膜５８０のうちで主面５６０Ａ上に形成された部分を完全に除去できるように設定する。これによって、同時に、金属膜５８０で溝５７０の底面５７０Ｃ上に設けられた部分も除去される。そして、これによって、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ上に金属膜５８０Ｃが、側面５６０Ｄ上に金属膜５８０Ｄが、溝５７０の側壁５７０Ａには金属膜４０ａが、溝５７０の側壁５７０Ｂには金属膜４２ａが各々形成される。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上には、パターニングされた金属膜６５が形成される。
【００６４】
次に、第二の切片５６０の裏面、すなわち、主面５６０Ｂ側から、第二の切片５６０を、溝５７０に達するまで研磨し、図１９に示すように、この第二の切片５６０を複数に分割して、平面パネルディスプレイ用スペーサ６６０を得る。ここでは、この研磨の過程で、金属膜５８０Ｃが金属膜４２ａとなり、金属膜５８０Ｄが金属膜４０ａとなり、また、第二の切片５６０は分割されてベース５０となる。
【００６５】
本実施形態によれば、第一実施形態に係る製造方法と同様の作用効果が奏されるのに加えて、第二の切片５６０の主面５６０Ａに対して溝５７０を形成した後に、側面５６０Ｃ，５６０Ｄ、溝５７０内、及び主面５６０Ａ上に金属膜５８０を形成し、これをパターニングすることにより、金属膜４０ａ，４２ａ及び金属膜６５のベースとなる金属膜５８０を少ない工数で形成することができている。また、このように溝５７０が形成され、金属膜４０ａ，４２ａ，６５が形成された状態の第二の切片５６０を後側から研磨して分割することにより、所望とする平面パネルディスプレイ用スペーサ６６０を得ているので、所望とする平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３よりも大きな第二の切片５６０に対して、金属膜５８０の形成やパターニング作業ができる。このため、作業性が向上されて、スペーサ１０３の信頼性や歩留まりが向上する。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、各切断工程での分割数は任意である。
【００６７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るスペーサ及び用いた平面パネルディスプレイによれば、画像の歪みやにじみを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平面パネルディスプレイの平面図である。
【図２】平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
【図３】スペーサの斜視図である。
【図４】平面パネルディスプレイ面板側内部構造を示す平面パネルディスプレイ側面図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）はスペーサ１０３の第一実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】アルティック含有基板の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】図７（ａ）、図７（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図５（ｂ）に続く斜視図である。
【図８】スペーサ１０３の製造方法を説明するための図７に続く斜視図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図８に続く斜視図である。
【図１０】スペーサ１０３の製造方法を説明するための図９（ｂ）に続く斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図１０に続く斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）はスペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）はスペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１２（ｂ）に続く斜視図である。
【図１４】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１３（ｂ）に続く斜視図である。
【図１５】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１４に続く斜視図である。
【図１６】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１５に続く斜視図である。
【図１７】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１６に続く斜視図である。
【図１８】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１７に続く斜視図である。
【図１９】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１８に続く斜視図である。
【符号の説明】
１０…アルティック含有基板（基板）、１０Ａ…主面、４０，４２…金属膜、６５…パターニングされた金属膜、９１…第一切断面、５６０Ｃ，５６０Ｄ…第一切断面に対応する側面、３０，５３０…第一の切片、９２…第二切断面、５７０…溝、６０，５６０…第二の切片、１０１…面板、５６０Ａ…第二の切片の一方の主面、５８０…金属膜、１０２…ブラックマトリックス構造、１０２…ブラックマトリックス構造体、１０３…スペーサ（平面パネル用ディスプレイ用スペーサ）、２０１…背板、２０２…陰極構造体、２０３…ガラスシール、３０１，３０２…接着剤。
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法及び平面パネルディスプレイ用スペーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）は、従来の陰極線管（ＣＲＴ）を応用した自発光型の平面パネルディスプレイとして知られている。ＦＥＤは多くの陰極（電界放出素子）を二次元状に配列してなる陰極構造体を備えており、減圧環境下において陰極から放出される電子を、各蛍光画素領域に衝突させて発光画像を形成している。蛍光画素領域は燐層を含んでなる。
【０００３】
この平面パネルディスプレイは、陰極構造体を有する背板を備えている。このような平面パネルディスプレイの一例は米国特許第５，５４１，４７３号明細書に記載されている。このディスプレイの背板はガラス板上に陰極構造体を堆積することによって形成される。
【０００４】
この平面パネルディスプレイは燐層が堆積されたガラス面板を備えている。ガラスまたは燐層の上には電界印加用の導電性層が堆積される。
【０００５】
面板は背板から０．１ｍｍ〜１ｍｍ乃至２ｍｍ離間されている。面板と背板との間には壁体からなる短冊状スペーサが垂直に介在している。このスペーサは正確な位置に配置されることが望ましいが、ディスプレイ内を減圧すると、大気圧によってスペーサには大きな荷重が加えられる。
【０００６】
この荷重は１０インチのディスプレイでは１トンにも達するといわれている。この荷重によって、スペーサが不整列状態になったり傾斜すると、放出された電子が偏向し、ディスプレイ上に目視可能な欠陥が生じる。スペーサは面板及び背板間の非常に大きな圧縮力に耐える必要があり、スペーサ毎の高さは等しく、且つ、平坦である必要もある。また、スペーサの熱膨張率は面板としてのガラス板に近く、且つ、温度依存性も小さくなければならないとされている。
【０００７】
また、面板と背板との間には例えば１ｋＶ以上の高電圧が印加されるので、スペーサには高電圧に対する耐性と２次放射特性が要求される。従来のスペーサは、アルミナからなる絶縁材料を導電材料でコーティングしてなることが知られている。
【０００８】
特表２００２−５０８１１０号公報、特表２００１−５０８９２６号公報は、これらに関する技術を開示している。
【特許文献１】
特表２００２−５０８１１０号公報
【特許文献２】
特表２００１−５０８９２６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスペーサでは画像の歪みやにじみを生ずることがあった。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、画像の歪みやにじみを低減できる平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法及び平面パネルディスプレイ用スペーサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らが鋭意検討したところ、アルティック、すなわち、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）とＴｉＣ（炭化チタン）とを主成分とする複合セラミクスの焼結体から形成されたスペーサが、強度や比抵抗値の点から平面パネルディスプレイ用として好ましいことを見出して本発明に想到するに至った。
【００１１】
一般に、このようなスペーサを形成するには、アルティックの基板から所定の形状のスペーサを切り出す方法が考えられる。ここで、アルティックの基板は、一般的に、Ａｌ2Ｏ3とＴｉＣとを混合した原料粉末を板状に成形した後、この成形体をカーボン製等の型で両主面側から加圧しつつ加熱することにより焼結させて製造される。
【００１２】
ところが、本発明者らが更に検討したところ、このようにして製造されるアルティックの基板においては、その厚み方向において比抵抗値に大きな分布が生じる場合があることを見出した。したがって、アルティックの基板からスペーサを切り出す場合、比抵抗値の大きな分布を有するスペーサが形成される場合がある。そして、スペーサ内に大きな比抵抗値の分布があると、平面パネルディスプレイのスペーサとして使用した場合に電子線の偏向等が発生し、画像のにじみ等が発生する場合がある。
【００１３】
そこで、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法は、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法において、Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣを含む焼結体によって形成された基板を、上記基板の主面と交差しかつ互いに平行な一対の第一切断面に沿って切断し第一の切片を形成する第一切断工程と、上記第一の切片を、上記第一の切片において上記基板の表面に対応する面に平行な一対の第二切断面に沿って切断して第二の切片を得る第二切断工程と、を含み、この平面パネルディスプレイ用スペーサは、平面パネルディスプレイ用スペーサとして組み込まれる際に前面基板と背面基板との間隔を規定する方向が第二切断面となるものである。
【００１４】
また、本発明に係る平面パネルディスプレイ用スペーサは、Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣを含む焼結体によって形成された基板を、前記基板の主面と交差し、かつ、互いに平行な一対の第一切断面に沿って切断して第一の切片を形成し、前記第一の切片を、前記第一の切片において前記基板の表面に対応する面に平行な一対の第二切断面に沿って切断することにより形成される。
【００１５】
これによれば、スペーサが高強度、高硬度のセラミックであるアルティックを含有する基板から形成されるので、圧縮力による変形に耐えて画像の歪みを抑制することができる。
【００１６】
また、アルティックを含有する基板が基板の厚み方向に複数に分割され、基板の厚みよりも薄い厚みを有する第二の切片が形成されることとなる。したがって、基板の厚み方向に比抵抗値の分布が生じている場合であっても、基板を基板の厚み方向に複数に分割することなく単に基板の幅方向に分割することによって切片を形成する場合に比して、切片における比抵抗値のバラツキが低減される。このため、このような第二の切片を平面パネルディスプレイのスペーサとして用いることにより、平面パネルディスプレイにおける電子線の偏向が抑制されて画像のにじみが抑制される。
【００１７】
ところで、このような第二の切片をスペーサとして平面パネルディスプレイの面板と背板との間に配置する際に、第二の切片における面板や背板との接触部分における接触抵抗の面内不均一性を低減させるべく、第二の切片における面板や背板との接触面に金属膜を形成することが好ましい。
【００１８】
そこで、上記第二切断工程を実施する前に、さらに、上記第一の切片において上記第一切断面に対応する面上に、金属膜を各々形成する工程を含むことが好ましい。
【００１９】
これによれば、金属膜が各々形成された第一の切片に対して第二切断工程を行うことにより、両側に金属膜が形成された第二の切片を容易に製造できる。
【００２０】
また、上記第二切断工程を実行した後に、第二の切片において上記第二切断面に対応する面上に、パターニングされた金属膜を形成する工程を更に含むことが好ましい。
【００２１】
これによれば、所望の形態の金属膜パターンが第二の切片の主面上に形成されるので、この第二の切片における内部電界分布を所望の分布に設定できる。
【００２２】
一方、上述の製造方法において、さらに、上記第二の切片の一方の主面に上記第一切断面に対応する面と平行に延びる溝を形成する工程と、上記主面上、上記溝の内面上、及び、上記第一切断面に対応する面上に金属膜を形成する工程と、上記主面上に形成された金属膜をパターニングする工程と、上記金属膜を形成した後に、上記第二の切片のうち、他方の主面から上記溝までの部分を除去し、上記第二の切片を複数に分割する工程と、を含むことがより好ましい。
【００２３】
これによれば、スペーサにおいて、面板や背板との接触部分とされる主面の両側の金属膜と、主面上に形成される金属パターンとを、一回の金属膜積層と、一回のパターニングとで形成することができ、工数を削減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係る平面パネルディスプレイ及び平面パネルディスプレイ用スペーサについて説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２５】
まず、スペーサが適用される平面パネルディスプレイであるＦＥＤの概要について説明する。
【００２６】
図１は平面パネルディスプレイの平面図、図２は平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
【００２７】
ガラス製の面板１０１上には、ブラックマトリックス構造体１０２が形成されている。ブラックマトリックス構造体１０２は燐層からなる複数の蛍光画素領域を含んでいる。燐層は高エネルギー電子が衝突すると、光を放出して可視ディスプレイを形成する。特定の蛍光画素領域から発した光は、ブラックマトリックス構造を介して外部に出力される。ブラックマトリックスは、互いに隣接する蛍光画素領域からの光の混合を抑制するための格子状黒色構造体である。
【００２８】
面板１０１上には、その表面に対して垂直に立設した壁体であるスペーサ１０３−１１９が取り付けられている。
【００２９】
面板１０１上にはスペーサ１０３〜１１９（１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９）を介して背板２０１が設けられる（図２参照）。スペーサ１０３〜１１９は、面板１０１と背板２０１との間の間隔を均等に保持している。背板２０１の能動領域面は陰極構造体２０２を含んでいる。この陰極構造体２０２は電子を放出するための突起からなる陰極（電界（電子）放出素子）を複数有している。
【００３０】
陰極構造体２０２の形成領域は背板２０１の面積よりも小さい。面板１０１の外周領域と背板２０１の外周領域との間にはガラスシール２０３が介在しており、中央部に密閉室を提供している。この密閉室内は電子が飛行可能な程度に減圧されている。また、この密閉室内には、陰極構造体２０２、ブラックマトリックス構造体１０２及びスペーサ１０３−１１９が配置されることとなる。シール２０３は融解ガラスフリットによって形成される。
【００３１】
なお、全てのスペーサ１０３−１１９の構造は同一であるので、以下では、一つのスペーサ１０３に着目して説明を行う。
【００３２】
図３は、本発明に係るスペーサ１０３を示す斜視図である。このスペーサ１０３は、概ね板状の直方体であり、主面５０Ａ、５０Ｂと、長手方向に延びる側面５０Ｃ、５０Ｄと、長手方向の両端の端面５０Ｅ，５０Ｆを有しアルティック含有基板から形成された矩形平板状のベース５０と、ベース５０の側面５０Ｃ上に形成された金属膜４２ａと、ベース５０の側面５０Ｄ上に形成された金属膜４０ａとを有している。また、ベース５０の主面５０Ａ上にはパターニングされた金属膜６５が形成されている。この金属膜６５はスペーサ１０３の長手方向にそって延在し、また、金属膜６５は、金属膜４２ａや金属膜４０ａとは離間されて絶縁されている。また、金属膜６５は、長手方向に複数に分割されている。
【００３３】
このスペーサ１０３は、図４に示すように、その長手方向の両端に設けられた接着剤３０１，３０２によって面板１０１、背板２０１に固定されている。本例の接着剤３０１，３０２の材料はＵＶ硬化性ポリイミド接着剤であるが、熱硬化性接着剤または無機接着剤を使用することができる。なお、接着剤３０１，３０２はブラックマトリックス構造体１０２、陰極構造体２０２の外側に配置される。このとき、スペーサ１０３の金属膜４０ａ、４２ａが、背板２０１の陰極構造体２０２、面板１０１のブラックマトリックス構造体１０２に各々接触するように配置される。
【００３４】
次に、スペーサ１０３の製造方法の第一実施形態について説明する。図５は第一実施形態に係るスペーサ１０３の製造方法を説明するための説明図である。このスペーサ１０３の製造方法は、上述の陰極構造体２０２を有する背板２０１と蛍光画素領域（ブラックマトリックス構造体１０２）を有する面板１０１との間に介在する平面パネルディスプレイ用スペーサを製造する方法である。
【００３５】
まず、所定の大きさのアルティック（ＡｌＴｉＣ）含有基板（基板）１０を用意する（図５（ａ））。ここでは、例えば、縦１３４ｍｍ、横６７ｍｍ、厚み２．５ｍｍの矩形平板状の基板を利用できる。このアルティック含有基板１０は、主面１０Ａ，１０Ｂ、長手方向に平行な側面１０Ｃ，１０Ｄ、及び、長手方向に直交する端面１０Ｅ，１０Ｆを有している。このようなアルティック含有基板１０は、例えば、アルミナ粉末と炭化チタン粉末とを所定の比率で混合し、この混合粉末２６０を、図５に示すように、真空装置２５０内に設けられたカーボン製の円筒２５１内で、カーボン製の円盤状の仕切板２５２間に板状に挟んだ状態で、加圧装置２５５によって加圧しつつ真空雰囲気で１５００℃程度で焼結させることにより得られる。ここで、加圧は２０ＭＰａ（２００ｋｇｆ／ｃｍ2）程度とすることが好ましい。そして、このようにして得られた焼結体を所定の大きさの矩形平板状に切断・研磨することによりアルティック含有基板１０が得られる。なお、アルミナ粉末と炭化チタン粉末に加えて、酸化チタン粉末や、酸化マグネシウム粉末等の酸化物や、これら酸化物の混合物を更に混合して焼結させても良い。
【００３６】
ここで、アルティック含有基板１０は、アルティックを構成するためにＡｌ2Ｏ3とＴｉＣを含むものであり、ＴｉＣの含有率は５０ｗｔ％以下が好ましく、更に、相変化点である３０ｗｔ％以下、具体的には７ｗｔ％であることが好ましい。
【００３７】
ＴｉＣの添加量が５〜４０ｗｔ％のアルティックは、密度４．０９〜４．３１（ｇ／ｃｍ2）、ビッカーズ強度２１００〜２２００（Ｈｖ２０）、抗折強度７００〜７６０（ＭＰａ）、ヤング率３８０〜４１０（ＧＰａ）、比抵抗４×１０14〜１．９×１０-3Ω・ｃｍ、熱膨張係数７．２×１０-6〜７．３×１０-6（℃-1（４０〜４００℃））、熱伝導率２９．３〜２２．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱０．８１２×１０3〜０．７３３×１０3（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））であって、いずれの観点からも、平面パネルディスプレイのスペーサ材料として好ましい。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、アルティック含有基板１０の一方の主面１０Ａと一方の端面１０Ｅとによって形成される稜部に、面取部１５を形成する。
【００３９】
次に、アルティック含有基板１０に対して垂直、かつ、アルティック含有基板１０の側面１０Ｃ，１０Ｄに平行な複数の第一切断面９１に沿って、アルティック含有基板１０を所定間隔で切断する（図７（ａ））。これによって、図７（ｂ）に示すように、第一の切片３０が形成される。この第一の切片３０は、アルティック含有基板１０の主面１０Ａ，１０Ｂに各々対応する主面３０Ａ，３０Ｂ、第一切断面９１、９１に対応する側面３０Ｃ，３０Ｄ、及び、アルティック含有基板１０の端面１０Ｅ，１０Ｆに対応する端面３０Ｅ、３０Ｆを有すると共に、この第一の切片３０には、アルティック含有基板１０の面取部１５に対応する面取部１５ａが形成されている。
【００４０】
ここでは、例えば、第一の切片３０の側面３０Ｃ，３０Ｄ間の幅３０Ｗが各々約２．１５ｍｍとなるように第一切断面９１間の距離を設定することができる。なお、アルティック含有基板１０から切り出される両端の部材３２，３２は、廃棄することが好ましい。
【００４１】
次に、図８に示すように、下側研磨パッド７０と上側研磨パッド７１との間に、第一の切片３０を、第一の切片３０の側面３０Ｃ、３０Ｄが、下側研磨パッド７０、上側研磨パッド７１に各々接するように配置してこれらの第一の切片３０の両側面３０Ｃ，３０Ｄを鏡面研磨する。ここでは、例えば、両側面３０Ｃ，３０Ｄ間の幅３０Ｗが２．１５ｍｍ程度にそろうように研磨する。その後、アルカリ溶液で第一の切片３０を洗浄する。
【００４２】
続いて、図９（ａ）に示すように、第一の切片３０の一方側の側面３０Ｄ上に、金属膜４０を形成する。ここでは、例えば、膜厚が数ｎｍ〜１μｍ、材料がＴｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ等の金属からなる金属膜４０をスパッタリング法によって形成できる。引き続いて、図９（ｂ）に示すように、第一の切片３０を裏返して、第一の切片３０の他方の側面３０Ｃ上にも、金属膜４０と同様の金属膜４２を形成する。
【００４３】
次に、第一の切片３０における面取部１５ａが形成されている側の端部において、第一の切片３０を第一の切片３０の長手方向に直角な方向に切断し、面取部１５ａを有する部分を除去する（図１０）。
【００４４】
続いて、図１１（ａ）に示すように、第一の切片３０を、第一の切片３０の主面３０Ａ（アルティック含有基板１０の主面１０Ａに対応する面）に平行な複数の第二切断面９２に沿って切断して、図１１（ｂ）に示すように第二の切片６０を得る。
【００４５】
ここで、第二の切片６０は、第二切断面９２に対応する主面５０Ａ、５０Ｂと、長手方向に延びる側面５０Ｃ、５０Ｄと、長手方向の両端の端面５０Ｅ，５０Ｆを有しアルティック含有基板１０から形成された矩形平板状のベース５０と、ベース５０の側面５０Ｃ上に形成された金属膜４２ａと、ベース５０の側面５０Ｄ上に形成された金属膜４０ａとを有することとなる。また、第二の切片６０の主面５０Ａと主面５０Ｂとの間隔５０Ｗを、第一の切片３０の幅３０Ｗよりも狭くなるように第一の切片３０を切断する。
【００４６】
続いて、第二の切片６０の主面５０Ａ上にパターニングされた金属膜６５を形成して、図３に示すスペーサ１０３を完成させる。ここでは、例えば、この主面５０Ａを洗浄し、続いて、この主面５０Ａ上にスパッタリング法によってＴｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｐｔ等の金属膜を１００ｎｍ堆積し、ドライエッチング用のレジストパターンを金属膜上に形成した後、レジストパターンをマスクとしてイオンミリングによって当該金属膜をエッチングし、パターニングされた金属膜６５を形成することができる。
【００４７】
そして、このような工程を経て、本実施形態に係る平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３が完成する。そして、このようなスペーサ１０３は、金属膜４２ａ、金属膜４０ａが、平面パネルディスプレイにおける背板２０１、面板１０１に各々接するようにして、背板２０１と面板１０１との間に設けられることとなる。
【００４８】
このスペーサ１０３は高強度、高硬度のセラミックであるアルティックを含有することで、圧縮力による変形に耐えることができる。また、アルティックを含んでいるので、強度、温度、伝導率等の観点から、アルミナのみからなるスペーサに比較して、好適な平面パネルディスプレイを製造することができる。このような平面パネルディスプレイでは、画像内の面内輝度変化や歪みを著しく低減させることができる。
【００４９】
また、上述のようにしてアルティック含有基板を製造すると、板厚方向の中心付近にカーボンが析出し易く、板厚方向中心付近の比抵抗値が、板厚方向両端部の比抵抗値よりも高くなりやすい。なお、板厚方向中心付近においてカーボンが析出しやすくなることに関する詳細な理由は不明であるが、例えば、アルティックを焼結させる際に発生することがあるＣＯガス等が、板厚方向の中心部では基板から外部に抜け難くなること等が考えられる。
【００５０】
ところが、本実施形態においては、アルティック含有基板１０を、アルティック含有基板１０の主面と各々直交し、かつ、互いに平行な２つの第一切断面９１に沿って切断して第一の切片３０を形成し、さらに、この第一の切片３０を、第一の切片３０におけるアルティック含有基板１０の主面１０Ａに対応する主面３０Ａに各々平行な２つの第二切断面９２に沿って切断して第二の切片６０を得ている。
【００５１】
これによれば、アルティック含有基板１０がこの基板１０の厚み方向に複数に分割されて、アルティック含有基板１０の厚みよりも薄い厚みを有する第二の切片６０が形成されることとなる。したがって、アルティック含有基板１０の厚み方向に比抵抗値の分布が生じている場合であっても、この基板１０を基板１０の厚み方向に複数に分割することなく単に基板１０の幅方向に分割することによってスペーサとしての切片を形成する場合に比して、第二の切片６０における比抵抗値のバラツキが低減されている。このため、このような第二の切片６０に基づくスペーサ１０３を平面パネルディスプレイのスペーサとして用いることにより、平面パネルディスプレイにおける電子線の偏向が抑制されて画像のにじみが低減されている。
【００５２】
また、本実施形態においては、第二切断面９２に沿って第一の切片３０を切断する前に、さらに、第一の切片３０における第一切断面９１に対応する側面３０Ｃ，３０Ｄに金属膜４０，４２を各々形成している。
【００５３】
このため、第二切断面９２に沿って第一の切片３０を切断することにより、第二の切片６０における金属膜４０ａ、４２ａを容易に形成することができる。このため、第二の切片３０を形成した後にこの第二の切片３０の両側面５０Ｃ，５０Ｄに金属膜４２ａ，４０ａを形成する場合に比べて、製造コストが削減される。
【００５４】
ここで、この金属膜４０ａ，４２ａは、第二切断面９２に沿う切断工程の前に形成された金属膜４０，４２の一部分である。この金属膜４０ａ、４２ａは、背板２０１及び面板１０１との接触抵抗の面内不均一性等を低減させ、スペーサ全体としての抵抗率、導電率の設定に寄与する。
【００５５】
また、上述のスペーサ１０３は直方体であるが、これは厚み方向及び長手方向を含む平面に平行な主面５０Ａを有し、この主面５０Ａ上にパターニングされた金属膜６５を有している。このパターンは内部電界分布を所望の分布に規定するものである。
【００５６】
次に、第二実施形態に係る平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３の製造方法について説明する。
【００５７】
本実施形態では、第一の製造方法で用いたアルティック含有基板１０を、まず、図１２（ａ）に示すように、アルティック含有基板１０に対して垂直、かつ、アルティック含有基板１０の側面１０Ｃ，１０Ｄに平行な複数の第一切断面９１に沿って、アルティック含有基板１０を所定間隔で切断する。これによって、図１２（ｂ）に示すように、第一の切片５３０が形成される。この第一の切片５３０は、アルティック含有基板１０の主面１０Ａ，１０Ｂに各々対応する主面５３０Ａ，５３０Ｂ、各第二切断面９２に対応する側面５３０Ｃ，５３０Ｄ、及び、アルティック含有基板１０の端面１０Ｅ，１０Ｆに対応する端面５３０Ｅ、５３０Ｆを有している。ここで、第一の切片５３０の側面５３０Ｃ，５３０Ｄ間の幅５３０Ｗは、第一実施形態における第一の切片３０の幅３０Ｗの約３倍程度とされている。続いて、第一の切片５３０の側面５３０Ｃ、５３０Ｄを研磨する。
【００５８】
次に、図１３に示すように、第一の切片５３０を、第一の切片５３０の主面５３０Ａに平行な複数の第二切断面９２に沿って所定間隔で切断して、図１３（ｂ）に示すように第二の切片５６０を得る。
【００５９】
ここで、第二の切片５６０は、第二切断面９２に対応する主面５６０Ａ、５６０Ｂと、長手方向に延びる側面５６０Ｃ、５６０Ｄと、長手方向の両端の端面５６０Ｅ、５６０Ｆを有しアルティック含有材料から形成されている。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａと主面５６０Ｂとの間隔５６０Ｗを、第一の切片５３０の幅５３０Ｗよりも狭くなるように第一の切片５３０を切断する。
【００６０】
次に、図１４に示すように、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に、端面５６０Ｅから端面５６０Ｆまで側面５６０Ｃ，５６０Ｄの延在方向に平行に延びる溝５７０を所定間隔で複数形成する。ここで、溝５７０間の距離Ｗ２、側面５６０Ｄに最も近い溝５７０と側面５６０Ｄとの間の距離Ｗ３、及び、側面５６０Ｃに最も近い溝５７０と側面５６０Ｃとの間の距離Ｗ１は、何れも同じ距離とされている。また、各溝５７０は、側面５６０Ｄと平行な側壁５７０Ａ及び側壁５７０Ｂと、側壁５７０Ａと側壁５７０Ｂとの下端同士を接続する底面５７０Ｃとによって形成され、断面矩形状を呈している。この溝５７０は、所定の幅ＷＳ、所定の深さＤを有する。例えば、幅ＷＳは１０〜２００μｍ程度、深さＤは、１００〜２００μｍ程度とすることができる。
【００６１】
次に、図１５に示すように、スパッタリングや蒸着等により、金属原子や金属微小粒子等を、第二の切片５６０で溝５７０が形成された主面５６０Ａ側から吹き付ける。これにより、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ、５６０Ｄ、主面５６０Ａ、溝５７０内の各表面にわたって金属膜５８０が形成される。ここで、金属膜５８０の材料は、第一の製造方法の金属膜４０や金属膜４２と同様である。
【００６２】
次に、図１６に示すように、金属膜５８０の内、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上に対応する面上にフィルムレジスト５９０を加熱圧着する。そして、所定のマスクでフィルムレジスト５９０を露光、現像することにより、フィルムレジスト５９０を図１７に示すようにパターニングしてレジストパターン５９１を形成し、金属膜５８０の一部を露出させる。
【００６３】
そして、イオンミリング等によって、パターニングされたレジストパターン５９１をマスクとして、図１８に示すように、金属膜５８０を所定の厚み除去する。ここで、この所定の厚みは、金属膜５８０のうちで主面５６０Ａ上に形成された部分を完全に除去できるように設定する。これによって、同時に、金属膜５８０で溝５７０の底面５７０Ｃ上に設けられた部分も除去される。そして、これによって、第二の切片５６０の側面５６０Ｃ上に金属膜５８０Ｃが、側面５６０Ｄ上に金属膜５８０Ｄが、溝５７０の側壁５７０Ａには金属膜４０ａが、溝５７０の側壁５７０Ｂには金属膜４２ａが各々形成される。また、第二の切片５６０の主面５６０Ａ上には、パターニングされた金属膜６５が形成される。
【００６４】
次に、第二の切片５６０の裏面、すなわち、主面５６０Ｂ側から、第二の切片５６０を、溝５７０に達するまで研磨し、図１９に示すように、この第二の切片５６０を複数に分割して、平面パネルディスプレイ用スペーサ６６０を得る。ここでは、この研磨の過程で、金属膜５８０Ｃが金属膜４２ａとなり、金属膜５８０Ｄが金属膜４０ａとなり、また、第二の切片５６０は分割されてベース５０となる。
【００６５】
本実施形態によれば、第一実施形態に係る製造方法と同様の作用効果が奏されるのに加えて、第二の切片５６０の主面５６０Ａに対して溝５７０を形成した後に、側面５６０Ｃ，５６０Ｄ、溝５７０内、及び主面５６０Ａ上に金属膜５８０を形成し、これをパターニングすることにより、金属膜４０ａ，４２ａ及び金属膜６５のベースとなる金属膜５８０を少ない工数で形成することができている。また、このように溝５７０が形成され、金属膜４０ａ，４２ａ，６５が形成された状態の第二の切片５６０を後側から研磨して分割することにより、所望とする平面パネルディスプレイ用スペーサ６６０を得ているので、所望とする平面パネルディスプレイ用スペーサ１０３よりも大きな第二の切片５６０に対して、金属膜５８０の形成やパターニング作業ができる。このため、作業性が向上されて、スペーサ１０３の信頼性や歩留まりが向上する。
【００６６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、各切断工程での分割数は任意である。
【００６７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るスペーサ及び用いた平面パネルディスプレイによれば、画像の歪みやにじみを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平面パネルディスプレイの平面図である。
【図２】平面パネルディスプレイのＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。
【図３】スペーサの斜視図である。
【図４】平面パネルディスプレイ面板側内部構造を示す平面パネルディスプレイ側面図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）はスペーサ１０３の第一実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。
【図６】アルティック含有基板の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】図７（ａ）、図７（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図５（ｂ）に続く斜視図である。
【図８】スペーサ１０３の製造方法を説明するための図７に続く斜視図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図８に続く斜視図である。
【図１０】スペーサ１０３の製造方法を説明するための図９（ｂ）に続く斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）はスペーサ１０３の製造方法を説明するための図１０に続く斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）、図１２（ｂ）はスペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）はスペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１２（ｂ）に続く斜視図である。
【図１４】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１３（ｂ）に続く斜視図である。
【図１５】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１４に続く斜視図である。
【図１６】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１５に続く斜視図である。
【図１７】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１６に続く斜視図である。
【図１８】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１７に続く斜視図である。
【図１９】スペーサ１０３の第二実施形態に係る製造方法を説明するための図１８に続く斜視図である。
【符号の説明】
１０…アルティック含有基板（基板）、１０Ａ…主面、４０，４２…金属膜、６５…パターニングされた金属膜、９１…第一切断面、５６０Ｃ，５６０Ｄ…第一切断面に対応する側面、３０，５３０…第一の切片、９２…第二切断面、５７０…溝、６０，５６０…第二の切片、１０１…面板、５６０Ａ…第二の切片の一方の主面、５８０…金属膜、１０２…ブラックマトリックス構造、１０２…ブラックマトリックス構造体、１０３…スペーサ（平面パネル用ディスプレイ用スペーサ）、２０１…背板、２０２…陰極構造体、２０３…ガラスシール、３０１，３０２…接着剤。
Claims (4)
- Ａｌ2Ｏ3及びＴｉＣを含む焼結体によって形成された基板を、前記基板の主面と交差し、かつ、互いに平行な一対の第一切断面に沿って切断し第一の切片を形成する第一切断工程と、
前記第一の切片を、前記第一の切片において前記基板の主面に対応する面に平行な一対の第二切断面に沿って切断して第二の切片を得る第二切断工程と、
を含み、平面パネルディスプレイ用スペーサとして組み込まれる際に前面基板と背面基板との間隔を規定する方向が前記第二切断面となる、平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法。 - 前記第二切断工程を実施する前に、前記第一の切片において前記第一切断面に対応する面上に金属膜を各々形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法。
- 前記第二切断工程を実行した後に、第二の切片において前記第二切断面に対応する面上に、パターニングされた金属膜を形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法。
- 前記第二の切片の一方の主面に、前記第一切断面に対応する面と平行に延びる溝を形成する工程と、
前記主面上、前記溝の内面上、及び、前記第一切断面に対応する面上に金属膜を形成する工程と、
前記主面上に形成された金属膜をパターニングする工程と、
前記金属膜を形成した後に、前記第二の切片のうち、他方の主面から前記溝までの部分を除去し、前記第二の切片を複数に分割する工程と、
を含む、請求項１に記載の平面パネルディスプレイ用スペーサの製造方法。
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