JP4498971B2 - Spacer member, cold cathode FPD panel substrate using the spacer member, cold cathode FPD panel, and manufacturing method of spacer member for cold cathode FPD panel - Google Patents
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Description
本発明は、冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材とその製造方法、および、冷陰極FPDパネルに関し、特に、積層構造の冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材とその製造方法に関する。 The present invention relates to a spacer member for a cold cathode FPD panel and a manufacturing method thereof, and a cold cathode FPD panel, and more particularly to a spacer member for a cold cathode FPD panel having a laminated structure and a manufacturing method thereof.
情報化社会への進展が加速し、FPD(Flat Panel Display、フラットパネルディスプレイ) へのニーズが高まり、CRT(Cathode−Ray Tube、ブラウン管) とLCD(Liquid Crystal Display、液晶ディスプレイ)に代わる、種々のFPDが開発、実用化されている。
放電によって蛍光体が発光し、大型化が容易である、PDP(Plasma Display Panel、プラズマディスプレイパネル)は、ディジタルハイビジョンTV時代を迎えて量産化が開始している。
Progress in the information-oriented society has accelerated, the need for FPD (Flat Panel Display, Flat Panel Display) has increased, and various alternatives to CRT (Cathode-Ray Tube, CRT) and LCD (Liquid Crystal Display, Liquid Crystal Display) FPD has been developed and put into practical use.
PDPs (Plasma Display Panels), which are easy to increase in size because phosphors emit light by electric discharge, have started mass production in the age of digital high-definition TV.
このような中、CRTと同じ電子線励起型でその優れた利点を維持しながら、消費電力の低下と薄型化、小型化が可能なものとして、冷陰極FPDが、種々開発されている。
冷陰極FPDは、簡単には、電子放出素子として冷陰極電子源を有するもので、基本的にCRTと同じ発光原理で、冷陰極電子源からの電子を陽極に塗布した蛍光体に衝突させて発光させる方式のもので、日本国内では、キヤノン、双葉電子工業、日本電気、ソニー、東芝などで冷陰FPD実用化のための研究開発が行われている。
米国が研究開発をリードしており、市場に参入している中心的な企業としては、Cadescent Technologies、PixTech、Motorolaなどが挙げられる。
尚、冷陰極FPDの主な技術課題は、エミッタの信頼性向上で、商品化をはかるためには、エミッタの電子放出特性の安定性などにつき研究開発が更に必要とされている。
また、現在は、中型パネルの携帯情報機器向けが最も近い応用分野とされているが、カーボンナノチューブなどの冷陰極電子源の開発が行われれば、大型ディスプレイへの応用展開も可能とされている。
Under such circumstances, various cold cathode FPDs have been developed as the same electron beam excitation type as that of a CRT, while maintaining its excellent advantages and enabling reduction in power consumption, reduction in thickness and size.
The cold cathode FPD simply has a cold cathode electron source as an electron-emitting device, and basically causes the electrons from the cold cathode electron source to collide with a phosphor coated on the anode by the same light emission principle as the CRT. In Japan, Canon, Futaba Electronics Industry, NEC, Sony, Toshiba, etc. are conducting research and development for practical application of cold shade FPD.
Cadcent Technologies, PixTech, Motorola, etc. are listed as key companies that are leading research and development in the US and are entering the market.
Incidentally, the main technical problem of the cold cathode FPD is to improve the reliability of the emitter. In order to commercialize the cold cathode FPD, further research and development are required regarding the stability of the electron emission characteristics of the emitter.
At present, medium-sized panels for portable information devices are the closest application field, but if cold cathode electron sources such as carbon nanotubes are developed, they can be applied to large displays. .
例えば、特開平6−124669号公報(特許文献1)に記載がある図8に示すような断面構造をもつ冷陰極FPDが挙げられる。
この場合、マイクロチップ425を、電子を放出する冷陰極カソードとするもので、多数のマイクロチップ425から、電子放出を誘導して、電界を集中するゲート440を介して発生された電子を蛍光体460に衝突させ、発光させる。
このような冷陰極FPDにおいては、画質の面、放電持続性等から、通常、カソード420と透明電極(陽極とも言う)470との間隔は、2mm程度で、カソード420と透明電極(陽極とも言う)470間に10kVの電圧を印加している。
そして、カソード420と透明電極(陽極とも言う)470との間隔を維持するために、特に大サイズのものはスペーサ450を設けている。
また、特開平7−235255号公報に記載されるような表面伝導型電子放出素子も冷陰極FPDとして用いられている。
これ以外にも、電子放出方式が異なる電子放出源を有する冷陰極FPDは種々知られている。
In this case, the microchip 425 is a cold cathode cathode that emits electrons, and the electrons generated from the many microchips 425 through the gate 440 that concentrates the electric field by inducing electron emission are phosphors. It collides with 460 and emits light.
In such a cold cathode FPD, the distance between the cathode 420 and the transparent electrode (also referred to as an anode) 470 is usually about 2 mm from the viewpoint of image quality, discharge sustainability, etc., and the cathode 420 and the transparent electrode (also referred to as the anode). ) A voltage of 10 kV is applied across 470.
In order to maintain a distance between the cathode 420 and the transparent electrode (also referred to as an anode) 470, a spacer 450 is provided particularly for a large size.
A surface conduction electron-emitting device as described in JP-A-7-235255 is also used as the cold cathode FPD.
In addition to this, various cold cathode FPDs having electron emission sources with different electron emission methods are known.
上記の冷陰極FPDの場合、いずれでも、特に、大サイズの場合、真空の内部が大気圧に耐え、カソードと陽極との間隔を維持するためのスペーサは必要とされ、従来は、樹脂からなる50μm幅の高アスペクト比を有する立方体構造あるいは、それを交差させた構造のスペーサが用いられていた。
しかし、高アスペクト比で、その製造に手間がかかり、また、これをFPDに用いる場合には、位置合わせが難しく、FPD作製上、問題となっていた。
In any of the above-described cold cathode FPDs, particularly in the case of a large size, the inside of the vacuum can withstand atmospheric pressure, and a spacer is required to maintain the distance between the cathode and the anode. A cubic structure having a high aspect ratio with a width of 50 μm or a spacer having a crossing structure has been used.
However, it has a high aspect ratio and takes time to manufacture, and when it is used for an FPD, it is difficult to align the position, which causes a problem in manufacturing the FPD.
上記のように、近年、CRTと同じ電子線励起型でその優れた利点を維持しながら、消費電力の低下と薄型化、小型化が可能なものとして、冷陰極FPDが、種々開発されていおり、冷陰極FPDの場合、特に、大サイズにおいては、カソードと陽極との間隔を維持するためにスペーサが必要であるが、高アスペクト比で、その製造に手間がかかり、また、これをFPDに用いる場合には、位置合わせが難しく、FPD作製上、問題となり、その対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、作製が容易で、FPDに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極FPD用のスペーサ部材と、その製造方法を提供しようとするものである。 同時に、そのようなスペーサ部材を用いた冷陰極FPDパネル用基板、冷陰極FPDパネルを提供しようとするものである。
As described above, in recent years, various cold cathode FPDs have been developed as the same electron beam excitation type as the CRT, while maintaining its excellent advantages and capable of reducing power consumption, thinning, and downsizing. In the case of a cold cathode FPD, especially in a large size, a spacer is required to maintain the distance between the cathode and the anode. However, it takes a lot of time to manufacture the FPD with a high aspect ratio. When used, alignment is difficult, which causes a problem in the production of FPD, and its countermeasure has been demanded.
This invention respond | corresponds to this, and it aims at providing the spacer member for cold cathode FPD which is easy to produce, and when using for FPD, and its manufacturing method. At the same time, a cold cathode FPD panel substrate and a cold cathode FPD panel using such a spacer member are to be provided.
本発明のスペーサ部材は、冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材であって、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、スペーサ部形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としており、前記金属薄板を複数用い、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されており、且つ、前記ガラス層は、板ガラスをエッチング加工して形成したものであることを特徴とするものである。
そして、上記のスペーサ部材であって、表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されていることを特徴とするものであり、前記絶縁物表面に1×10 5 Ω/□〜1×10 6 Ω/□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成していることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、各金属薄板の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、金属薄板各々は、冷陰極FPDパネルの基板に近い熱膨張率を有するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、前記冷陰極FPDパネルの基板はガラス材であり、前記金属薄板各々は、48合金(48Ni−52%Fe合金)、426合金(42Niー6%Cr−52%Fe合金)、Invar材(36%Ni−64%Fe合金)、SUS材(ステンレス材)のいずれか1であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされていることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、金属薄板各々は、厚みが0.020mm〜0.300mmの範囲であることを特徴とするものである。
The spacer member of the present invention is a spacer member for a cold cathode FPD panel, which is formed by etching and is formed by dividing the spacer portion to be formed into a plane perpendicular to the thickness direction in the thickness direction. Using a metal thin plate formed by integrally connecting a metal processing part for forming a spacer part, which has a shape corresponding to a part of the spacer corresponding to the thickness of the thin plate, the metal processing part is Corresponding to the display area of the panel on which the spacer is formed, the metal thin plate is arranged in a predetermined arrangement shape and is supported by the metal thin plate, and each metal processed portion is placed in the spacer portion. A plurality of the thin metal plates, a part of the spacer portions of the thin metal plates are bonded and laminated via a glass layer therebetween, and a part of the spacer portions of the thin metal plates and the respective glass layers And space Parts are formed, and the glass layer is characterized in that is obtained by forming by etching a glass sheet.
And it is said spacer member, Comprising: The insulation process which coat | covers an insulator on the surface is performed, The said insulator surface is 1 * 10 < 5 > ohm / square-1 * 10 A conductive layer having a resistance value in the range of 6 Ω / □ is formed.
Also, in any one of the spacer members described above, the width of the metal processed portion of each thin metal plate is made different so that the width of the spacer is gradually increased toward the cathode side when used in a panel. It is characterized by.
Further, in any of the spacer members described above, each of the metal thin plates has a thermal expansion coefficient close to that of the substrate of the cold cathode FPD panel.
Further, in any of the above spacer members, the substrate of the cold cathode FPD panel is a glass material, and each of the metal thin plates is made of 48 alloy (48Ni-52% Fe alloy), 426 alloy (42Ni-6% Cr). -52% Fe alloy), Invar material (36% Ni-64% Fe alloy), or SUS material (stainless steel).
Also, any one of the spacer members described above is characterized in that a corner portion of the outer side surface of the outermost metal thin plate in the thickness direction of the spacer is chamfered.
In any of the above spacer members, each of the metal thin plates has a thickness in the range of 0.020 mm to 0.300 mm.
本発明の冷陰極FPDパネル用基板は、請求項1ないし8のいずれかのスペーサ部材を用いたことを特徴とするものである。
The substrate for a cold cathode FPD panel of the present invention is characterized in that the spacer member according to any one of
本発明の冷陰極FPDパネルは、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のスペーサ部材を用い、スペーサ部を形成していることを特徴とするものである。
The cold cathode FPD panel of the present invention is characterized in that the spacer member is formed by using the spacer member according to any one of
本発明の冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材の製造方法は、エッチング加工により外形加工された金属薄板を複数用い、各金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されている冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材の製造方法であって、順に、(A)金属板素材の両面にそれぞれ所定形状のレジストパターンを配設し、それぞれのレジストパターンを耐エッチング用のマスクとして金属素材の両面からエッチングして外形加工し、前記各金属薄板を作製する、エッチング加工工程と、(B)エッチング加工工程後、前記各金属薄板に対して、必要に応じて、洗浄処理、乾燥処理を行い、各金属薄板を、位置合わせし、且つ、前記ガラス層を形成するための板ガラスを各金属薄板間に介して、これらを互いに接着して積層して積層一体物を作製する、積層工程と、(C)前記積層一体物に対し、各板ガラスの露出した部分を、金属薄板を耐エッチング、マスクとしてエッチング除去する、ガラスエッチング工程とを、行うことを特徴とするものである。 The manufacturing method of a spacer member for a cold cathode FPD panel according to the present invention uses a plurality of thin metal plates that are externally processed by etching, and a part of the spacer portions of each thin metal plate is bonded and laminated via a glass layer therebetween. A method of manufacturing a spacer member for a cold cathode FPD panel in which a spacer portion is formed by a part of the spacer portion of each metal thin plate and each glass layer, and in order, (A) a metal plate An etching process step, in which a resist pattern having a predetermined shape is disposed on both surfaces of the material, and each resist pattern is etched from both surfaces of the metal material as an anti-etching mask to form an outer shape, thereby producing each metal thin plate. (B) After the etching process, the metal thin plates are subjected to cleaning treatment and drying treatment as necessary, and the metal thin plates are aligned, and Laminating a sheet glass for forming the glass layer between the metal thin plates, and laminating them together to produce a laminated monolith, and (C) for each of the laminated monoliths, The exposed portion of the plate glass is subjected to a glass etching step of etching and removing the metal thin plate as an anti-etching and mask.
(作用)
本発明のスペーサ部材は、このような構成にすることにより、作製が容易で、FPDに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極FPD用のスペーサ部材の提供を可能としている。
詳しくは、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の、スペーサ部形成用の金属加工部を、一体的に連結して形成している金属薄板を用いたもので、前記金属加工部は、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状で、前記金属薄板に配設されており、該金属薄板に支持された状態のまま、各金属加工部をスペーサ部の一部としており、前記金属薄板を複数用い、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層を介して接着積層して、前記各金属薄板のスペーサ部の一部と前記各ガラス層とにより、スペーサ部が形成されており、且つ、前記ガラス層は、板ガラスをエッチング加工して形成したものであることにより、これを達成している。
即ち、金属加工部を、一体的に連結して、且つ、スペーサが形成されるパネルの表示領域に対応して、所定の配列形状に配設している金属薄板を用いていることにより、金属薄板を位置合わせするだけで、これに配設されたスペーサの一部となる各金属加工部の位置合わせを行う必要はなく、結局、スペーサを形成するための位置合わせを簡単なものとできる。
金属加工部を配設した金属薄板を形成する外形加工として、エッチング加工が用いられており、各金属加工部を精度良く、所望の形状に形成でき、更に、量産性良く作製することができる。
金属薄板にガラス層を挟んで積層する形態であるが、順に、金属薄板、ガラス層、金属薄板の3層構造に限定されない。
3層よりも多層のものも本発明のスペーサ部材である。
スペーサ部材として、金属薄板を複数用い、これらを一体的に積層した積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、前記積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている形態にすることにより、スペーサ部材の作製をより簡単に、精度良く、また、量産性の良い構造となる。
特に、前記積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されている形態にすることにより、スペーサ部材の作製をより簡単に、精度良く、また、量産性の良い構造としている。
尚、金属薄板のみを積層してスペーサ部材を形成する場合、ここでは、金属薄2層以上を意味するが、望ましくは10層程度のもの、あるいはそれ以上のものも、本発明のスペーサ部材である。
上述の、「積層板状物の金属薄板同士は、拡散接合により接合された状態で積層されている」とは、金属薄板同士を直接、あるいは、これらの金属薄板表面に、拡散しやすい性質を有する金属(易拡散性の金属とも言う)を鍍金した金属薄板同士を、拡散接合により接合して積層板状物が形成されていることを意味する。
易拡散性の金属としては、望ましくは銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等が挙げられ、鍍金方法としては、例えば、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等が挙げられる。
また、 拡散接合のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
絶縁物表面に1×10 5 Ω/□〜1×10 6 Ω/□の範囲の抵抗値を有する導電性層を形成している構成にすることにより、スペーサ部の絶縁物表面に電荷が蓄積することを防止できるものとしている。
また、各金属薄板の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている形態の場合、冷却電子源から放出された電子の進行を阻害せずに、ゲート側へのスペーサ部の固定をより強固、安定にできる。
また、金属薄板各々は、冷陰極FPDパネルの基板に近い熱膨張率を有するものであることにより、封止の際にパネルにかかる高温(通常、500℃程度)の温度変化にも耐えるものとしている。
冷陰極FPDパネルの基板がガラス材である場合には、前記金属薄板各々として、ガラス材の熱膨張率に近い熱膨張率を有するものが好ましく、例えば、48合金(48Ni−52%Fe合金)、426合金(42Niー6%Cr−52%Fe合金)等が挙げられ、これらのいずれか1を用いることにより、封止の際にパネルにかかる高温(通常、500℃程度)の温度変化にも耐えるものとすることができる。
また錆びづらく扱い易い面からは、Invar材(36%Ni−64%Fe合金)、SUS材(ステンレス材)が挙げられる。
また、上記いずれかのスペーサ部材であって、
スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされている形態とすることにより、前記角部において異常放電の起きにくい構造としている。
好ましくは、該角部は、0.003mm以上の半径での面取りがなされていることが好ましい。
尚、金属薄板各々は、厚みが0.020mm〜0.300mmの範囲である形態とすることにより、エッチング加工により、精度良く、特に断面形状を良くすることができる。
(Function)
By adopting such a configuration, the spacer member of the present invention can provide a spacer member for a cold cathode FPD that is easy to manufacture and can be easily aligned when used in an FPD.
Specifically, the outer shape is processed by etching, and the spacer portion to be formed is divided in the thickness direction by a plane perpendicular to the thickness direction, and the shape corresponding to a part of the spacer corresponding to the thickness of the metal thin plate, The metal working portion for forming the spacer portion is formed by integrally connecting and forming a metal thin plate, and the metal working portion corresponds to a display area of the panel on which the spacer is formed, and has a predetermined size. In an array shape, disposed on the metal thin plate, while being supported by the metal thin plate, each metal processed portion is a part of the spacer portion, and a plurality of the metal thin plates are used, and the spacer of the metal thin plate A part of each part is bonded and laminated through a glass layer therebetween, and a spacer part is formed by a part of the spacer part of each metal thin plate and each glass layer, and the glass layer Etch plate glass By those formed by ring machining, we have achieved this.
That is, by using metal thin plates that are integrally connected to each other and that are arranged in a predetermined arrangement corresponding to the display area of the panel on which the spacer is formed, By just aligning the thin plate, it is not necessary to align each metal processing portion that becomes a part of the spacer disposed on the thin plate, and the alignment for forming the spacer can be simplified after all.
Etching is used as an outer shape forming a thin metal plate provided with a metal processed portion. Each metal processed portion can be accurately formed in a desired shape, and can be manufactured with high productivity.
Although it is the form which laminates | stacks a glass layer on both sides of a metal thin plate, it is not limited to the 3 layer structure of a metal thin plate, a glass layer, and a metal thin plate in order.
A spacer member having more than three layers is also a spacer member of the present invention.
As a spacer member, a plurality of thin metal plates are used, and a spacer portion is provided integrally connected to a laminated plate-like material obtained by integrally laminating these, and insulation is provided on the surface of the spacer portion of the laminated plate-like material. By adopting a form in which an object is coated and an insulating treatment is applied, the spacer member can be manufactured more easily, accurately, and in a mass-productive structure.
In particular, the metal thin plates of the laminated plate-like material are laminated in a state where they are joined by diffusion bonding, so that the spacer member can be manufactured more easily, accurately, and mass-productive. It is said.
In the case where the spacer member is formed by laminating only the thin metal plates, here, it means two or more metal thin layers, but preferably about 10 layers or more are also used in the spacer member of the present invention. is there.
The above-mentioned “the laminated thin plate-like metal thin plates are laminated in a state of being joined by diffusion bonding” means that the metal thin plates are easily diffused directly or on the surface of these thin metal plates. It means that laminated metal sheets are formed by joining metal thin plates plated with metal (also referred to as easily diffusible metal) by diffusion bonding.
Examples of the easily diffusible metal include copper, silver, gold and alloys thereof, aluminum and alloys thereof, and examples of the plating method include electroplating, chemical plating, hot dipping, vacuum deposition, and sputtering. Etc.
For heating for diffusion bonding, for example, a heat furnace such as a vacuum annealing furnace, a hydrogen furnace, or an electric furnace can be used.
By forming a conductive layer having a resistance value in the range of 1 × 10 5 Ω / □ to 1 × 10 6 Ω / □ on the insulator surface, charges are accumulated on the insulator surface of the spacer portion. It is supposed to be able to prevent that.
In addition, in the case where the width of the metal working portion of each thin metal plate is made different and the width of the spacer is gradually increased toward the cathode side when used in the panel, the metal is emitted from the cooling electron source. Fixing of the spacer portion to the gate side can be made stronger and more stable without hindering the progress of electrons.
In addition, each thin metal plate has a coefficient of thermal expansion close to that of the cold cathode FPD panel substrate, so that it can withstand a high temperature (typically about 500 ° C.) temperature change applied to the panel during sealing. Yes.
When the substrate of the cold cathode FPD panel is a glass material, each of the metal thin plates preferably has a thermal expansion coefficient close to that of the glass material, for example, 48 alloy (48Ni-52% Fe alloy). 426 alloy (42Ni-6% Cr-52% Fe alloy), etc., and by using any one of these, the temperature changes to a high temperature (usually around 500 ° C.) applied to the panel during sealing. Can also withstand.
From the aspect of being hard to be rusted and easy to handle, Invar material (36% Ni-64% Fe alloy) and SUS material (stainless steel) can be mentioned.
Also, any one of the above spacer members,
By adopting a chamfered shape in the thickness direction of the spacer and on the outer side of the outermost metal thin plate, a structure in which abnormal discharge is unlikely to occur at the corner is provided.
Preferably, the corner is chamfered with a radius of 0.003 mm or more.
In addition, each metal thin plate can be made to have a form in which the thickness is in the range of 0.020 mm to 0.300 mm, so that the cross-sectional shape can be improved particularly accurately by etching.
本発明の冷陰極FPDパネル用基板は、このような構成にすることにより、該基板にスペーサ部を位置精度良く、簡単に、配設することを可能としている。 The substrate for a cold cathode FPD panel of the present invention has such a configuration, and thus the spacer portion can be easily disposed on the substrate with high positional accuracy.
本発明の冷陰極FPDパネルは、このような構成にすることにより、該パネルにスペーサ部を位置精度良く、簡単に、配設することを可能としている。 By adopting such a configuration, the cold cathode FPD panel of the present invention makes it possible to easily arrange the spacer portion on the panel with high positional accuracy.
本発明のスペーサ部材の製造方法は、このような構成にすることにより、作製が容易で、FDPに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極FPD用のスペーサ部材の製造方法の提供を可能としている。 According to the spacer member manufacturing method of the present invention, it is possible to provide a spacer member manufacturing method for a cold cathode FPD that can be easily manufactured and easily aligned when used in an FDP. Yes.
本発明は、上記のように、作製が容易で、FPDに用いる場合に位置合わせが容易な、冷陰極FPD用のスペーサ部材と、その製造方法の提供を可能としている。
そして、該スペーサ部材を用いた冷陰極FPDパネル用基板、冷陰極FPDパネルの提供の可能とした。
As described above, the present invention makes it possible to provide a spacer member for a cold cathode FPD that is easy to manufacture and easy to align when used in an FPD, and a manufacturing method thereof.
Then, it is possible to provide a cold cathode FPD panel substrate and a cold cathode FPD panel using the spacer member.
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1(a)は本発明に関わるスペーサ部材の第1例の一部の平面図で、図1(b)は図1(a)のA1−A2におけるスペーサ部の断面図で、図1(c)は第1例の変形例の図1(b)に相当する断面図で、図2(a)は本発明に関わるスペーサ部材の第2例のスペーサ部の断面図で、図2(b)は第2例の変形例の図1(c)に相当する断面図で、図3は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第1の例のスペーサ部の断面図で、図4は本発明に関わるスペーサ部材の第1例の変形例の一部の平面図で、図5はスペーサ部を配設する領域を説明するための図で、図6(a)は本発明に関わるスペーサ部材の第1例のスペーサ部材を用いた冷陰極FPDパネルの一断面図で、図6(b)は本発明のスペーサ部材の実施の形態の第1の例のスペーサ部材を用いた冷陰極FPDパネルの一断面図で、図7は本発明に関わるスペーサ部材の第1例のスペーサ部材の作製方法と該スペーサ部材を用いた冷陰極FPDパネルの作製方法の1例の工程フロー図である。
尚、図5はスペーサ部領域を概略的に示したもので、図7におけるS11〜S17は処理ステップを示したものである。
図1〜図7中、110、110A、110aはスペーサ部材、111は(単位の)金属薄板、115は絶縁物、117は導電性層、120は表示単位部(ピクセル)、121〜123はサブピクセル(R、G、Bの各表示単位部)、130はブラックマトリクス形領域、200はFPD、200Sは(FPDの)全表示領域、210は後面ガラス基板、220はエミッタ、230はゲート電極、240は集束電極、250は蛍光体、255ブラックマトリクス(BMとも言う)、270は透明電極(陽極とも言う)、280は前面ガラス基板、290は電子である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 (a) is a plan view of a portion of a first example of spacer members according to the present invention, a sectional view of a spacer portion in the A1-A2 of FIG. 1 (b) Fig. 1 (a), 1 ( c) is a sectional view corresponding to FIG. 1 (b) modification of the first example, FIG. 2 (a) is a sectional view of the spacer portion of the second example of the spacer member according to the present invention, FIG. 2 (b ) Is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1C of a modification of the second example , FIG. 3 is a cross-sectional view of the spacer portion of the first example of the embodiment of the spacer member of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a plan view of a part of a modification of the first example of the spacer member related to the invention, FIG. 5 is a view for explaining a region where the spacer portion is disposed, and FIG. 6A is a spacer member related to the present invention. in one cross-sectional view of a cold cathode FPD panel using the spacer member of the first example, the space of the first example of the embodiment of the spacer member of Fig. 6 (b) the invention In one cross-sectional view of a cold cathode FPD panel using the member, FIG. 7 is an example of a first example of a method for manufacturing a cold cathode FPD panel using the manufacturing method and the spacer member of the spacer member of the spacer member according to the present invention FIG.
FIG. 5 schematically shows the spacer portion region, and S11 to S17 in FIG. 7 show processing steps.
1 to 7, 110, 110A and 110a are spacer members, 111 is a metal thin plate (unit), 115 is an insulator, 117 is a conductive layer, 120 is a display unit (pixel), and 121 to 123 are sub-units. Pixel (R, G, and B display units), 130 is a black matrix area, 200 is an FPD, 200S is an entire display area (210), 210 is a rear glass substrate, 220 is an emitter, 230 is a gate electrode, 240 is a focusing electrode, 250 is a phosphor, 255 black matrix (also called BM), 270 is a transparent electrode (also called an anode), 280 is a front glass substrate, and 290 is an electron.
はじめに、本発明に関わるスペーサ部材の第1例を、図1に基づいて説明する。
第1例のスペーサ部材は、冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材で、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、該金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の金属加工部を、一体的に連結して形成しているステンレス材からなる金属薄板111を用いたもので、このような金属薄板111を複数個、位置合わせして、金属薄板111同士が熱拡散接合された状態で積層された積層板状物に、一体的に連結してスペーサ部が設けられており、且つ、積層板状物のスペーサ部表面に絶縁物を被膜する、絶縁処理が施されている。
本例のスペーサ部材110は、図1(a)に示すように、ブラックマトリクス形成領域130内、表示単位部(ピクセル)120の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状にスペーサ部が設けられている。
スペーサ部材110の断面形状は、図1(a)のA1−A2においては、図1(b)のようになっている。
尚、スペーサ部材110から、図1(b)に示す絶縁物115の皮膜、導電性層117を除いた状態のものを、ここでは積層板状物と言っている。
金属薄板111は、エッチング加工により外形加工されるもので、板厚を薄くすることにより、外形形状、断面形状を十分精度良く、且つ、量産性良く作製することができる。 積層板状物は、金属薄板全体を、例えば、位置合わせピン等により、位置合わせするだけで位置精度良く積層でき、各金属薄板に配設された複数の、スペーサの一部となる各金属加工部の位置合わせを、個別に行う必要はなくなる。
本例のスペーサ部材110は、簡単に、精度良く、また、量産性の良く、作製でき、また、本例のスペーサ部材110をFPD作製に供した場合には、スペーサ部形成が簡単で、精度良くでき、また、量産性良いものとできる。
そして、本例のスペーサ部材は例えば、図6(a)のようにして、冷陰極FPDに供される。
First, the 1st example of the spacer member in connection with this invention is demonstrated based on FIG.
The spacer member of the first example is a spacer member for a cold cathode FPD panel, and is externally processed by an etching process, and the spacer portion to be formed is divided in a plane perpendicular to the thickness direction in the thickness direction. A
As shown in FIG. 1A, the
The cross-sectional shape of the
In addition, the thing of the state which remove | excluded the film | membrane of the
The
The
And the spacer member of this example is provided to the cold cathode FPD as shown in FIG.
次いで、本例のスペーサ部材110の各部について説明する。
金属薄板111としては、エッチング加工性が良く、属薄板111同士を熱圧着することにより熱拡散接着ができるものが好ましく、また、冷陰極FPDパネルの基板に近い熱膨張率を有するものとする。
本例のスペーサ部材110を適用する冷陰極FPDパネルの基板はガラス材であり、金属薄板111同士を熱圧着により熱拡散接着状態として積層するため、SUS材(ステンレス材)を用いている。
また、金属薄板の厚さとしては、その外形形状や断面形状の加工精度の面から、20μm〜300μmの範囲が好ましい。
絶縁物115の皮膜としては、ゲートあるいは集束電極、陽極電極との絶縁性を確保できるもので、酸化ケイ素、酸化アルミナ等が用いられる。
導電性層117としては、例えば、1×105 Ω/□〜1×106 Ω/□の範囲の抵抗値を有するもので、例えば、薄いITO層等が挙げられる。
Next, each part of the
The metal
The substrate of the cold cathode FPD panel to which the
In addition, the thickness of the thin metal plate is preferably in the range of 20 μm to 300 μm from the viewpoint of the processing accuracy of the outer shape and the cross-sectional shape.
As the film of the
The
スペーサ部材110のスペーサ部の断面形状としては、図1(b)に示す形状に限定されない。
例えば、図1(c)に示すように、各金属薄板111の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている形態のものも挙げられる。
この場合には、本発明に関わるスペーサ部材の第1例のものに比べて、電子がスペーサ部の表面に衝突することが少なくなる。
また、本例のスペーサ部材110の変形例として、スペーサの厚さ方向、最も外側の金属薄板の外側面の角部が、面取りされている形態のものが挙げられる。
前記角部を面取りすることにより、前記角部において異常放電が起きにくい構造としている。
該角部は、0.003mm以上の半径での面取りがなされていることが好ましい。
また、本例では、図1(b)に示すように、金属薄板を7枚としているが、これに限定されない、金属薄板のみを積層してスペーサ部材を形成する形態としては、金属薄2層以上が本発明のスペーサ部材に当たる。
10層程度のもの、あるいはそれ以上のものも、本発明に関わるスペーサ部材である。
The cross-sectional shape of the spacer portion of the
For example, as shown in FIG. 1C, the width of the metal processed portion of each
In this case, as compared with the first example of spacer members according to the present invention, electrons are less likely to collide with the surface of the spacer portion.
Further, as a modification of the
By chamfering the corner portion, the corner portion has a structure in which abnormal discharge hardly occurs.
The corner is preferably chamfered with a radius of 0.003 mm or more.
Further, in this example, as shown in FIG. 1 (b), the number of the thin metal plates is seven, but the present invention is not limited to this, and a mode in which only the thin metal plates are laminated to form the spacer member is two thin metal layers. The above corresponds to the spacer member of the present invention.
Those having about 10 layers or more are also spacer members according to the present invention.
本例では、図5(a)に示すように、スペーサ部材のスペーサ部を配設する領域111Sは、FPDの全表示領域200S全体におよぶが、必要に応じて、図5(b)、図5(c)、図5(d)のように、全表示領域200S全体でなく、その一領域に、あるいは分割した複数領域に分けても良い。 In this example, as shown in FIG. 5 (a), the region 111S in which the spacer portion of the spacer member is disposed covers the entire display region 200S of the FPD. As shown in FIG. 5C and FIG. 5D, the display area may be divided into one area or a plurality of divided areas instead of the entire display area 200S.
ここで、本例のスペーサ部材110の作製方法の1例と、図6(a)に示す、本例のスペーサ部材110を用いた冷陰極FPDパネルの作製方法の1例を、図7に基づいて、簡単に説明しておく。
はじめに、本例のスペーサ部材110を作製する。
先ず、以下のようにして、ステンレスからなる各金属薄板111をエッチング加工により外形加工する。(S11)
例えば、金属薄板用の金属素材の両面をアルカリ溶液等で脱脂、洗浄し、乾燥後、フォトレジストを、その両面にコーティングし、乾燥する。
フォトレジストとしては、カゼインレジストやドライフィルムレジストが用いられる。 次いで、フォトレジストがコーティングされた金属素材の両面(以下、表裏とも言う)にマスク(原版のこと)を重ねて露光を行い、現像処理を行い、所定形状のレジストパターンを、金属素材の両面に形成する。
金属素材の両面に形成されるレジストパターンの形状は同じで、寸法も同じに形成する。
次いで、金属素材の両面のレジストパターンを耐エッチングマスクとして、表裏から、塩化第二鉄溶液(40〜90℃、30〜60ボーメ)等でエッチングを行い、貫通孔を形成する。
次いで、アルカリ溶液等でレジストを剥離し、洗浄、乾燥を行う。
このようにして、金属薄板111は作製される。
次いで、作製された各金属薄板111を位置合わせして重ねて、拡散接合により接合された状態で積層する。(S12)
尚、拡散接合のための加熱には、例えば、真空焼鈍炉、水素炉、電気炉等の熱炉を用いることができる。
接合後、リーク電流防止のため、塩化第二鉄溶液(40〜90℃、30〜60ボーメ)等で短時間のエッチングを行い、角張った部分を丸めておく。
次いで、表面をスプレーやディッピング等で、酸化ケイ素等の絶縁物115をコーティングして、絶縁する。(S13)
次いで、絶縁物115表面に表面抵抗がほんの少し導電性をもつ、好ましくは、1×10 5 Ω/□〜1×10 6 Ω/□の範囲の抵抗値を有する導電性層をコーティングする。(S14)
例えば、ITO液に浸けることにより絶縁物115の被膜表面に、ITOからなる導電性層117を形成する。
このようにして、本発明に関わるスペーサ部材の第1例のスペーサ部材は作製される。
Here, an example of a manufacturing method of the
First, the
First, each metal
For example, both surfaces of a metal material for a metal thin plate are degreased and washed with an alkaline solution or the like, dried, and then coated with a photoresist on both surfaces and dried.
A casein resist or a dry film resist is used as the photoresist. Next, a mask (original plate) is overlaid on both sides (hereinafter also referred to as the front and back sides) of a metal material coated with a photoresist, exposure is performed, development processing is performed, and a resist pattern with a predetermined shape is formed on both sides of the metal material. Form.
The resist patterns formed on both surfaces of the metal material have the same shape and the same dimensions.
Next, using the resist patterns on both sides of the metal material as an etching resistant mask, etching is performed from the front and back with a ferric chloride solution (40 to 90 ° C., 30 to 60 Baume) or the like to form through holes.
Next, the resist is peeled off with an alkaline solution or the like, washed and dried.
In this way, the metal
Next, the manufactured
For heating for diffusion bonding, for example, a heat furnace such as a vacuum annealing furnace, a hydrogen furnace, or an electric furnace can be used.
After joining, in order to prevent leakage current, etching is performed for a short time with a ferric chloride solution (40 to 90 ° C., 30 to 60 Baume), and the angular portion is rounded.
Next, the surface is coated with an insulating
Then, the surface of the
For example, the
Thus, the spacer member of the first example of the spacer member according to the present invention is manufactured.
次いで、以下のようにして、本例のスペーサ部材110を用いた冷陰極FPDパネルを作製する。
作製された本発明に関わるスペーサ部材の第1例のスペーサ部材を、冷陰極FPDパネル用基板、例えば、図6(a)に示す、前面ガラス基板280に透明電極(陽極とも言う)270、蛍光体250、ブラックマトリクス255等が形成された基板に、位置合わせして接着固定する。(S15)
次いで、第1例のスペーサ部材が配設された上記の冷陰極FPDパネル用基板と、後面ガラス基板210にエミッタ220、ゲート230、集束電極240等が形成された冷陰極FPDパネル用基板とを、その間が真空排気された状態で封止する。(S16)
このようにして、図6(a)に示す、本例のスペーサ部材110を用いた冷陰極FPDパネルのを作製される。
Next, a cold cathode FPD panel using the
The manufactured spacer member of the first example of the spacer member according to the present invention is a cold cathode FPD panel substrate, for example, a front glass substrate 280 shown in FIG. The
Next, the cold cathode FPD panel substrate in which the spacer member of the first example is disposed, and the cold cathode FPD panel substrate in which the
In this manner, a cold cathode FPD panel using the
次に、本発明に関わるスペーサ部材の第2例のスペーサ部材を挙げる。
第2例は、図2(a)に示すスペーサ部の断面を有するもので、本発明に関わるスペーサ部材の第1例における絶縁物115表面の導電性層をもたない構成のものである。
本例のスペーサ部材は、陰極FPDパネルに供された際にスペーサ部の帯電を考慮する必要のない場合のものである。
これ以外は、第1例と同じで、説明を省く。
勿論、本例の変形例としては、図2(b)に示すように、各金属薄板111の金属加工部の幅を異ならしめて、パネルに用いられる際の陰極側において、陰極側に向かい、漸次スペーサの幅を広くしている形態のものも挙げられる。
この場合には、第2例のものに比べて、電子がスペーサ部の表面に衝突することが少なくなり、結果、電子がスペーサ部の表面に蓄積されることが少なくなる。
Next, the spacer member of the 2nd example of the spacer member in connection with this invention is given .
The second example has a cross section of the spacer portion shown in FIG. 2A, and has a configuration without the conductive layer on the surface of the
The spacer member of this example is a case where it is not necessary to consider the charging of the spacer portion when it is used in a cathode FPD panel.
Except this, it is the same as the first example, and the description is omitted.
Of course, as a modification of this example, as shown in FIG. 2 (b), the width of the metal processed portion of each
In this case, compared with the second example , electrons do not collide with the surface of the spacer portion, and as a result, electrons are less accumulated on the surface of the spacer portion.
次いで、本発明のスペーサ部材の実施の形態の第1の例のスペーサ部材を挙げる。
第1の例は、本発明に関わるスペーサ部材の第1例と同様、冷陰極FPDパネル用のスペーサ部材で、エッチング加工により外形加工され、形成しようとするスペーサ部をその厚み方向に該厚み方向に直交する面にて分割した、該金属薄板の厚さ分のスペーサの一部に相当する形状の金属加工部を、一体的に連結して形成しているステンレス材からなる金属薄板111を用いたもので、このような金属薄板111を複数個、位置合わせして、該金属薄板のスペーサ部の一部同士を、その間にガラス層112を介して接着積層して、前記各金属薄板111のスペーサ部の一部と前記各ガラス層112とにより、スペーサ部が形成されているものである。
尚、ここでは、第1の例のものも、その金属薄板の平面形状は、図1(a)に示す本発明に関わるスペーサ部材の第1例と同じとする。
本例のスペーサ部材110Aは、例えば、図6(b)のようにして、冷陰極FPDに供される。
本例のスペーサ部材110Aの作製は、例えば、本発明に関わるスペーサ部材の第1例と同様にして、各金属薄板111を、位置合わせし、且つ、前記ガラス層112を形成するための板ガラスを各金属薄板111間に介して、これらを互いに接着して積層して積層一体物を作製した後、前記積層一体物に対し、各板ガラスの露出した部分を、金属薄板111を耐エッチング、マスクとしてエッチング除去して行う。
第1の例は、金属薄板111同士がガラス層112により絶縁された構成であるが、場合によっては、第1の例のスペーサ部材110Aの表面部に、絶縁物を被膜した形態、更に該絶縁物表面に、1×10 5 Ω/□〜1×10 6 Ω/□の範囲の抵抗値を有する導電性層をコーティングした形態のものも、第1の例の変形例として挙げられる。
Subsequently, the spacer member of the 1st example of embodiment of the spacer member of this invention is given.
As in the first example of the spacer member according to the present invention, the first example is a spacer member for a cold cathode FPD panel. The spacer member is externally processed by etching and the spacer portion to be formed is formed in the thickness direction in the thickness direction. A
Here, in the first example as well, the planar shape of the thin metal plate is the same as that of the first example of the spacer member according to the present invention shown in FIG.
The spacer member 110A of this example is used for a cold cathode FPD as shown in FIG. 6B, for example.
For example, the spacer member 110A of the present example is manufactured in the same manner as in the first example of the spacer member according to the present invention, by aligning the
In the first example, the
スペーサ部材は、上記本発明に関わるスペーサ部材の第1例、第2例、本発明のスペーサ部材の実施の形態の第1の例、それらの変形例に限定されない。
また、上記例は、いずれも、スペーサ部が図1(a)に示すように、ブラックマトリクス形成領域130内、表示単位部(ピクセル)120の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状に設けられているが、これに、限定はされない、例えば、図4に示すように、ブラックマトリクス形成領域130内、各サブピクセル(R、G、Bの各表示単位部)121〜123の境、全体にわたり、ブラックマトリクス形状に設けられている形態も挙げられる。
また、本発明に関わるスペーサ部材の第1例においては、金属薄板111同士を直接拡散接合にて接合しているが、各金属薄板111の表面に、銅、銀、金およびそれらの合金、あるいはアルミニウムやその合金等の、拡散しやすい性質を有する金属を鍍金した金属薄板同士を、拡散接合により接合して形成した積層板状物を、第1例の積層板状物に替えた形態のものも挙げられる。
ここでの鍍金方法としては、例えば、電気めっき、化学めっき、溶融めっき、真空蒸着、スパッタリング等が挙げられる。
また、金属薄板111の積層を、接着材を用いて接合を行う形態、、溶接接合により行う形態も挙げられる。
冷陰極FPDパネル用の基板がガラス基板の場合、金属薄板111の材質としては、線膨張係数の面からは、48合金(48Ni−52%Fe合金)、426合金(42Niー6%Cr−52%Fe合金)が、特に好適である。
錆びづらく扱い易い面からは、ステンレス材の他に、Invar材(36%Ni−64%Fe合金)が用いられる。
Space Sa member, a first example of a spacer member according to the present invention, the second example, the first example of the embodiment of the spacer member of the present invention is not limited to the modifications thereof.
In each of the above examples, as shown in FIG. 1A, the spacer portion is provided in a black matrix shape in the black matrix formation region 130 and across the boundary of the display unit portion (pixel) 120. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, black is formed over the entire boundary of each subpixel (R, G, and B display units) 121 to 123 in the black matrix formation region 130. The form provided in the matrix shape is also mentioned.
Further, in the first example of the spacer member according to the present invention , the metal
Examples of the plating method here include electroplating, chemical plating, hot dipping, vacuum deposition, and sputtering.
Moreover, the form which laminates | stacks the metal
When the substrate for the cold cathode FPD panel is a glass substrate, the material of the metal
Invar material (36% Ni-64% Fe alloy) is used in addition to stainless steel because it is hard to rust and is easy to handle.
110、110A、110a スペーサ部材
111 (単位の)金属薄板
115 絶縁物
117 導電性層
120 表示単位部(ピクセル)
121〜123 サブピクセル(R、G、Bの各表示単位部)
130 ブラックマトリクス形領域
200 FPD
200S (FPDの)全表示領域
210 後面ガラス基板
220 エミッタ
230 ゲート電極
240 集束電極
250 蛍光体
255 ブラックマトリクス(BMとも言う)
270 透明電極(陽極とも言う)
280 前面ガラス基板
290 電子
410 後面ガラス基板
420 カソード
425 マイクロチップ
430 絶縁層
440 ゲート
450 スペーサ
460 蛍光体
470 透明電極(陽極とも言う)
480 前面ガラス基板
110, 110A, 110a Spacer
121-123 sub-pixels (R, G, B display units)
130
200S (FPD)
270 Transparent electrode (also called anode)
280 Front glass substrate 290 Electron 410 Rear glass substrate 420 Cathode 425 Microchip 430 Insulating layer 440 Gate 450 Spacer 460 Phosphor 470 Transparent electrode (also referred to as anode)
480 Front glass substrate
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