JP4845446B2 - Support structure, manufacturing method thereof, and display device using the same - Google Patents

Support structure, manufacturing method thereof, and display device using the same Download PDF

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JP4845446B2 JP2005218347A JP2005218347A JP4845446B2 JP 4845446 B2 JP4845446 B2 JP 4845446B2 JP 2005218347 A JP2005218347 A JP 2005218347A JP 2005218347 A JP2005218347 A JP 2005218347A JP 4845446 B2 JP4845446 B2 JP 4845446B2
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Description

本発明は、電子放出素子を用いてなる平面型の表示装置において、真空容器の耐大気圧手段として用いられる支持構造とその製造方法に関し、さらには、該支持構造を用いてなる表示装置に関する。   The present invention relates to a support structure used as an atmospheric pressure resistant means for a vacuum vessel and a manufacturing method thereof in a flat display device using electron-emitting devices, and further relates to a display device using the support structure.

一般に、電子放出素子を複数個備えた電子源基板である第1の基板と、表示面である第2の基板を間隔をあけて対向配置した表示装置では、必要な耐大気圧性を得るために、第1の基板と第2の基板との間に絶縁材料で構成された支持構造(スペーサー)を挟み込んでいる。   In general, in a display device in which a first substrate, which is an electron source substrate having a plurality of electron-emitting devices, and a second substrate, which is a display surface, are arranged to face each other with a space therebetween, in order to obtain necessary atmospheric pressure resistance In addition, a support structure (spacer) made of an insulating material is sandwiched between the first substrate and the second substrate.

この支持構造の製造方法としては、ガラス母材を加熱延伸し、ダイアモンドカッターや、レーザー光の照射によって、所定の長さに切断する方法が知られている(特許文献2)。また、支持構造の表面には、複数の溝を設けることによって、支持構造の帯電を防止できることが知られている。このように、表面に複数の溝を有する支持構造の製造方法としても、ガラス母材を加熱延伸し、ダイアモンドカッターや、レーザー光の照射によって、所定の長さに切断する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし切断工程で切断面に発生する微小な突起や欠けに応力が集中して支持構造が座屈破壊を生じたり、また、該突起や欠けへの電界集中によって沿面放電が発生しやすいという問題があった。   As a method for producing this support structure, a method is known in which a glass base material is heated and stretched and cut into a predetermined length by irradiation with a diamond cutter or laser light (Patent Document 2). Further, it is known that charging of the support structure can be prevented by providing a plurality of grooves on the surface of the support structure. As described above, as a method for manufacturing a support structure having a plurality of grooves on the surface, there is known a method in which a glass base material is heated and stretched and cut into a predetermined length by irradiation with a diamond cutter or laser light. (For example, refer to Patent Document 1). However, there is a problem in that stress concentrates on minute protrusions and chips generated on the cut surface during the cutting process, causing buckling failure of the support structure, and creeping discharge is likely to occur due to electric field concentration on the protrusions and chips. there were.

そこで特許文献2には、切断後の支持構造に加熱処理やケミカルエッチング処理を施すことによって、切断面の平滑化処理を行い、当該支持構造の座屈破壊及び沿面放電の防止を図った製造方法も開示されている。   Therefore, Patent Document 2 discloses a manufacturing method in which a cut surface is smoothed by subjecting the support structure after cutting to heat treatment or chemical etching to prevent buckling failure and creeping discharge of the support structure. Is also disclosed.

特開2003−229056号公報JP 2003-229056 A 特開2000−251705号公報JP 2000-251705 A

しかしながら、表面に溝を形成することにより帯電防止を図った支持構造を製造する場合、特許文献2に開示された製造方法では、焼き鈍しやケミカルエッチングによって溝の形状(深さや角度、稜部の形状)が変化してしまい、所望の帯電防止を図ることができない。   However, in the case of manufacturing a support structure that is antistatic by forming a groove on the surface, in the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, the shape of the groove (depth and angle, the shape of the ridge) is obtained by annealing or chemical etching. ) Will change and the desired antistatic effect cannot be achieved.

本発明は、上記問題点を解決し、耐破壊強度が高く、且つ、表面に所望の溝を備えて帯電防止を図った支持構造を、煩雑な工程を付加することなく提供し、該支持構造を用いて信頼性の高い表示装置を構成することにある。   The present invention provides a support structure that solves the above-described problems, has high fracture resistance, and has a desired groove on the surface to prevent charging, without adding a complicated process. It is to constitute a highly reliable display device using the above.

本発明の第一は、
板状の基材の表面に、該基材の長手方向に対して平行な複数の溝を有し、該基材の前記長手方向に対して平行な端部表示装置の構成部材を支持する板状の支持構造であって、前記溝の端部は、前記基材の短手方向に対して平行な端部から離れていることを特徴とする。
The first of the present invention is
On the surface of the plate-like substrate has a plurality of parallel grooves with respect to the longitudinal direction of the substrate, for supporting the components of the display device in parallel ends to the longitudinal direction of the substrate In the plate-like support structure, the end of the groove is separated from the end parallel to the short direction of the substrate.

本発明の第二は、
電子放出素子を有する第一の基板と、前記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材と電極とを備えた第二の基板と、板状の基材の表面に、該基材の長手方向に対して平行な複数の溝を有し、前記第一の基板と前記第二の基板間に位置して、前記長手方向に対して平行な端部で両基板を支持する板状の支持構造とを備えた表示装置であって、前記溝の端部は、前記基材の短手方向に対して平行な端部から離れていることを特徴とする。
The second of the present invention is
A first substrate having an electron-emitting device; a second substrate including a light-emitting member and an electrode that emits light when irradiated with electrons emitted from the electron-emitting device ; has a plurality of parallel grooves with respect to the longitudinal direction of the wood, located between said first substrate the second substrate, for supporting the substrates in parallel ends to the longitudinal plate And an end portion of the groove is separated from an end portion parallel to the short direction of the base material .

本発明の第三は、
表面に複数本の溝を有する板状の支持構造の製造方法であって、
表面に複数本の溝を有する板状のガラス母材を、該溝に平行な方向に加熱延伸する工程と、
延伸後のガラス基材に、該ガラス基材の溝を有する面に対して直交する方向からレーザー光を照射して該ガラス基材を切断する工程とを有し、
該ガラス基材を切断する工程は、該ガラス基材の該レーザー光の照射領域を溶融させた状態で、該照射領域を境にして、該ガラス基材の一方を引っ張ることにより該照射領域において該ガラス基材を切断することを特徴とする。
The third aspect of the present invention is
A method for producing a plate-like support structure having a plurality of grooves on the surface,
A step of heating and stretching a plate-shaped glass base material having a plurality of grooves on the surface in a direction parallel to the grooves;
A step of cutting the glass substrate by irradiating a laser beam from a direction perpendicular to the surface of the glass substrate having a groove on the glass substrate after stretching,
The step of cutting the glass substrate is performed by pulling one of the glass substrates with the irradiation region as a boundary in a state where the irradiation region of the laser beam of the glass substrate is melted. The glass substrate is cut.

本発明の支持構造は、表面に溝を有していることから帯電性が制御されており、さらに、該溝が端部にまで達していないため、該溝の凹凸による応力集中が緩和され、圧縮強度と曲げ強度に優れている。   Since the support structure of the present invention has a groove on the surface, the chargeability is controlled, and further, since the groove does not reach the end, stress concentration due to the unevenness of the groove is reduced, Excellent compressive strength and bending strength.

また本発明の支持構造は、表面に溝を有していることから帯電性が制御されており、且つ、端部において当該支持構造の厚さよりも大きな径の曲率部を持つことから該曲率部が支持構造の補強部材として働き、圧縮強度と曲げ強度に優れている。   Further, since the support structure of the present invention has a groove on the surface, the charging property is controlled, and since the end portion has a curvature portion having a diameter larger than the thickness of the support structure, the curvature portion Works as a reinforcing member of the support structure and is excellent in compressive strength and bending strength.

また本発明の製造方法によれば、煩雑な工程を加えることなく、所望の形状の溝を備えた支持構造を製造することができる。   Further, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a support structure including a groove having a desired shape without adding a complicated process.

本発明の表示装置においては、本発明の支持構造を用いていることから、放出された電子による支持構造の帯電が良好に制御され、且つ、該支持構造自体の強度にも優れているため、高画質表示で高い信頼性が得られる。   In the display device of the present invention, since the support structure of the present invention is used, charging of the support structure by the emitted electrons is well controlled, and the strength of the support structure itself is excellent. High reliability is achieved with high-quality display.

よって、本発明によれば、製造コストの大幅な上昇を招くことなく、従来よりも強度に優れた支持構造を提供することができる。また該支持構造を用いて高画質表示で信頼性の高い表示装置が提供される。   Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a support structure that is superior in strength to the conventional one without causing a significant increase in manufacturing cost. In addition, a display device with high image quality and high reliability is provided using the support structure.

以下、本発明の支持構造、該支持構造を用いた表示装置、該支持構造の製造方法について、好ましい実施形態を挙げて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the support structure of the present invention, a display device using the support structure, and a method for manufacturing the support structure will be described.

図8は、本発明の表示装置の好ましい実施形態の表示パネルの構成を示す斜視図であり、一部の構成を切り欠いて示す図である。   FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a display panel of a preferred embodiment of the display device of the present invention, and is a diagram showing a part of the configuration cut away.

図8に示されるように、本例の表示パネルは、第一の基板であるリアプレート81と、第二の基板であるフェースプレート82とを間隔をあけて対向させ、両者間に平板状の支持構造(以下スペーサーという場合もある)83を挟み込むと共に、周囲を側壁84で封止し、内部を真空雰囲気としたものとなっている。   As shown in FIG. 8, in the display panel of this example, a rear plate 81, which is a first substrate, and a face plate 82, which is a second substrate, are opposed to each other with a space therebetween, and a flat plate shape is interposed therebetween. A support structure (hereinafter also referred to as a spacer) 83 is sandwiched and the periphery is sealed with a side wall 84, and the inside is in a vacuum atmosphere.

リアプレート81上には、行方向配線85、列方向配線86、層間絶縁層(不図示)及び電子放出素子88を形成した電子源基板89が固定されている。   On the rear plate 81, an electron source substrate 89 on which row direction wirings 85, column direction wirings 86, interlayer insulating layers (not shown) and electron emitting elements 88 are formed is fixed.

図示される電子放出素子88は、一対の素子電極間に電子放出部を有する導電性膜が接続された表面伝導型電子放出素子である。本例は、この表面伝導型の電子放出素子88をN×M個配置し、それぞれ等間隔で形成したM本の行方向配線85とN本の列方向配線86でマトリクス配線したマルチ電子ビーム源を有するものとなっている。また、本例においては、行方向配線85が層間絶縁層(不図示)を介して列方向配線86上に位置している。そして行方向配線85には引出端子Dx1〜Dxmを介して走査信号が印加され、列方向配線86には引出端子Dy1〜Dynを介して変調信号(画像信号)が印加されるものとなっている。   The illustrated electron-emitting device 88 is a surface conduction electron-emitting device in which a conductive film having an electron-emitting portion is connected between a pair of device electrodes. In this example, N × M surface-emitting type electron-emitting devices 88 are arranged, and a multi-electron beam source is formed by matrix wiring with M row-directional wirings 85 and N column-directional wirings 86 formed at equal intervals. It has become. In this example, the row direction wiring 85 is located on the column direction wiring 86 through an interlayer insulating layer (not shown). A scanning signal is applied to the row direction wiring 85 via the extraction terminals Dx1 to Dxm, and a modulation signal (image signal) is applied to the column direction wiring 86 via the extraction terminals Dy1 to Dyn. .

フェースプレート82の下面(リアプレート81との対向面)には、発光部材として蛍光膜90が形成され、さらに、該蛍光膜90の表面には、導電性部材であるメタルバック(加速電極)91が設けられている。このメタルバック91は、電子放出素子88から放出される電子を加速させるためのもので、高圧端子Hvから高電圧が印加され、前記行方向配線85に比して高電位に規定されるものとなっている。   A fluorescent film 90 is formed as a light emitting member on the lower surface of the face plate 82 (the surface facing the rear plate 81). Further, a metal back (acceleration electrode) 91 which is a conductive member is formed on the surface of the fluorescent film 90. Is provided. The metal back 91 is for accelerating the electrons emitted from the electron-emitting device 88, and is applied with a high voltage from the high-voltage terminal Hv and is regulated to a higher potential than the row wiring 85. It has become.

行方向配線85上には、行方向配線85と平行に、平板状のスペーサー83が取り付けられている。このスペーサー83は、両端にスペーサー固定ブロック92が取り付けられ、行方向配線85上に乗せられた状態で、電子源基板89に固定されている。スペーサー固定ブロック92を用いてスペーサー83を固定することによって、電子の運動エネルギーが小さく、電子軌道が電場の影響を受けやすい電子放出素子88近傍の電場の乱れを小さくすることができる。   On the row direction wiring 85, a plate-like spacer 83 is attached in parallel with the row direction wiring 85. The spacer 83 is fixed to the electron source substrate 89 in a state where spacer fixing blocks 92 are attached to both ends and placed on the row direction wiring 85. By fixing the spacer 83 using the spacer fixing block 92, it is possible to reduce the disturbance of the electric field in the vicinity of the electron-emitting device 88, in which the kinetic energy of electrons is small and the electron trajectory is easily affected by the electric field.

また、図9に図8のスペーサーのみを示す。図9において、100がスペーサーのフェースプレート、またはリアプレートに対面する端部、101がスペーサーのフェースプレート、またはリアプレートに対面しない端部である。また、別の表現では、100はスペーサーの長手方向に対して平行な端部、101は、スペーサーの短手方向に対して平行な端部である。また、102がスペーサーの長手方向(図8のX方向)、103がスペーサの短手方向(図8のZ方向)である。   FIG. 9 shows only the spacer of FIG. In FIG. 9, reference numeral 100 denotes an end portion facing the spacer face plate or rear plate, and 101 denotes an end portion not facing the spacer face plate or rear plate. In another expression, 100 is an end parallel to the longitudinal direction of the spacer, and 101 is an end parallel to the short direction of the spacer. Further, 102 is the longitudinal direction of the spacer (X direction in FIG. 8), and 103 is the short direction of the spacer (Z direction in FIG. 8).

スペーサー83は、電子源基板89を有するリアプレート81と、蛍光膜90及びメタルバック91が設けられたフェースプレート82との間に挟み込まれ、上下面がメタルバック91と行方向配線85にそれぞれ圧接されている。スペーサー83は、表示パネルに耐大気圧性を持たせるために、通常、等間隔で複数設けられる。また、リアプレート81とフェースプレート82の周縁部には、側壁84が挟み込まれており、リアプレート81と側壁84の接合部及びフェースプレート82と側壁84の接合部は、それぞれフリットガラスなどによって封止されている。   The spacer 83 is sandwiched between the rear plate 81 having the electron source substrate 89 and the face plate 82 provided with the fluorescent film 90 and the metal back 91, and the upper and lower surfaces thereof are in pressure contact with the metal back 91 and the row wiring 85, respectively. Has been. In order to give the display panel resistance to atmospheric pressure, a plurality of spacers 83 are usually provided at regular intervals. Further, a side wall 84 is sandwiched between the peripheral portions of the rear plate 81 and the face plate 82, and the joint between the rear plate 81 and the side wall 84 and the joint between the face plate 82 and the side wall 84 are sealed with frit glass or the like. It has been stopped.

図1に、本発明第一の支持構造、即ち図8におけるスペーサー3の好ましい実施形態を示す。図1(a)は側面図(図8において、スペーサをY方向から見た図であり、X−Z平面図である。)、(b)は上面図(図8において、スペーサをZ方向から見た図であり、X−Y平面図である。尚、本図は、スペーサのフェースプレート82に対面し、当接する端面を表す。)である。尚、後述の図2、3、4、5も図1と同様の方向から見た図である。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of the first support structure of the present invention, ie the spacer 3 in FIG. 1A is a side view (a view of the spacer viewed from the Y direction in FIG. 8 and an XZ plan view), and FIG. 1B is a top view (the spacer is viewed from the Z direction in FIG. 8). It is a view seen and an XY plan view, which shows an end face that faces and contacts the face plate 82 of the spacer. 2, 3, 4, and 5 described later are also viewed from the same direction as FIG. 1.

図1に示すように、本発明の支持構造は平板状であり、表面には第一及び第二の基板に平行な複数本の溝1を有しており、該溝1が端部にまで達していないことが本発明の特徴である。換言すると、溝1の端部は、支持構造のリアプレートまたはフェースプレートに対面しない端部から離れている。このように、溝1が端部にまで達していないことにより、耐破壊強度において十分な強度を確保することができる。溝1のない領域の長さ(t)は、支持構造の厚さ(T)と同等以上であることが好ましい。その理由は、後述する本発明の製造方法によれば、延伸したガラス基材の切断工程において、溝1のない領域の長さ(t)と基板に直交する端部の形状に相関関係ができるためである。 As shown in FIG. 1, the support structure of the present invention has a flat plate shape, and has a plurality of grooves 1 parallel to the first and second substrates on the surface, and the grooves 1 extend to the ends. It is a feature of the present invention that it has not been reached. In other words, the end of the groove 1 is away from the end that does not face the rear plate or face plate of the support structure. Thus, since the groove | channel 1 has not reached the edge part, sufficient intensity | strength can be ensured in destruction strength. The length (t) of the region without the groove 1 is preferably equal to or greater than the thickness (T) of the support structure. The reason is that, according to the manufacturing method of the present invention described later, in the cutting step of the stretched glass substrate , the length (t) of the region without the groove 1 and the shape of the end perpendicular to the substrate can be correlated. Because.

図1(b)に示すように、端部の形状が、厚さ(T)の範囲内では緩やかなR形状(RT1)を形成していることが望ましい。その際、少なくともRT1が外側に凸のR形状であれば、本例の支持構造を用いて表示パネルを組み立てる際のいわゆるハンドリング時において、該端部を他の部材と接触させた際に該端部が欠ける恐れが少なくなる。 As shown in FIG. 1B, it is desirable that the shape of the end portion forms a gentle R shape (R T1 ) within the range of the thickness (T). In this case, if at least R T1 is an outwardly convex R shape, the so-called handling when assembling the display panel using the support structure of this example, the end portion is brought into contact with another member. The risk of missing edges is reduced.

一方、切断工程における条件によっては、図2に示すように、溝1のない領域の長さ(t)が支持構造の厚さ(T)を下回ることもあり、その場合には、端部に外側に向かって凹のR形状(RT2)ができてしまう。このような形状の場合、耐破壊強度においては溝1が端部にまで達していないので問題ないが、支持構造の取り扱いに注意が必要である。なぜなら、端部が反対向きの曲率形状を持つ、即ち尖った形状であるために、このような支持構造を用いて表示パネルを組み立てる際のハンドリング時において、該端部を他の部材と接触させた際に該端部が欠ける恐れがあり、ハンドリングに注意が必要である。 On the other hand, depending on the conditions in the cutting process, as shown in FIG. 2, the length (t) of the region without the groove 1 may be less than the thickness (T) of the support structure. A concave R shape (R T2 ) is formed toward the outside. In the case of such a shape, there is no problem in the fracture strength because the groove 1 does not reach the end, but care must be taken in handling the support structure. Because the end portion has an opposite curvature shape, that is, a sharp shape, the end portion is brought into contact with other members during handling when assembling a display panel using such a support structure. When this occurs, the end portion may be lost, and handling is necessary.

また、高さ(H)方向(図8のZ方向)に存在するR形状(図1におけるRH1、図2におけるRH2)に関しても、できるだけ緩やかな曲率形状である方が望ましい。図1のRH1と図2のRH2を比較すると、図2のように、端部形状が逆向きの曲率(RT2)になった場合のRH2は、明らかに図1のRH1よりも曲率が小さく、尖り気味の形状になる。即ち、図2の端部はハンドリング時に欠けやすい形状となる。 Further, it is desirable that the R shape (R H1 in FIG. 1 and R H2 in FIG. 2) existing in the height (H) direction (Z direction in FIG. 8) is as gentle as possible. Comparing R H1 in FIG. 1 and R H2 in FIG. 2, R H2 when the end shape has a reverse curvature (R T2 ) as shown in FIG. 2 is clearly more than R H1 in FIG. Has a small curvature and a sharp shape. That is, the end of FIG. 2 has a shape that is easily chipped during handling.

図3は、従来の例えばガラススクライバーなどに用いられるダイヤモンドカッターで延伸したガラス基材を切断して製造した支持構造である。このように、短手方向に対して平行な端部(切断部)の形状は非常に鋭利で、溝1の稜線がはっきりと切断面の稜線まで到達している。また、このような支持構造では、切断面の稜線に微小なクラック(欠けや傷)が少なからず存在し、応力集中の要因となり、耐破壊強度の点で不利である。また、ハンドリング時においても欠けの発生の原因となりやすい。 FIG. 3 shows a support structure manufactured by cutting a glass substrate stretched by a diamond cutter used in a conventional glass scriber, for example. Thus, the shape of the end portion (cut portion) parallel to the short direction is very sharp, and the ridge line of the groove 1 clearly reaches the ridge line of the cut surface. In addition, such a support structure has a small number of microcracks (chips and scratches) on the ridgeline of the cut surface, which causes stress concentration and is disadvantageous in terms of fracture strength. In addition, chipping is likely to occur during handling.

図4に、本発明第二の支持構造の好ましい実施形態を示す。本例は、短手方向に対して平行な端部において、支持構造の厚さ(T)よりも大きい径の曲率部(RT4)を形成することにより、当該曲率部が端部の補強部材として働き、耐破壊強度が向上する。本例の場合、溝1が短手方向に対して平行な端部にまで達していても構わないが、後述する本発明の製造方法で製造した場合には、実質的に溝1は短手方向に対して平行な端部にまで達しない。また、意図的に溝1が短手方向に対して平行な端部にまで達しないように、特に、溝1のない領域の長さ(t)が支持構造の厚さ(T)より大であれば、図1の支持構造よりもさらに耐破壊強度が向上するため、望ましい。また、高さ(H)方向のR形状(RH4)も図1の支持構造よりも大きくなる傾向にあり、好ましい。 FIG. 4 shows a preferred embodiment of the second support structure of the present invention. In this example, a curved portion (R T4 ) having a diameter larger than the thickness (T) of the support structure is formed at the end parallel to the short direction, so that the curved portion is a reinforcing member at the end. As a result, the fracture strength is improved. In the case of this example, the groove 1 may reach the end parallel to the short direction, but when manufactured by the manufacturing method of the present invention described later, the groove 1 is substantially short. Does not reach the end parallel to the direction. Further, in particular, the length (t) of the region without the groove 1 is larger than the thickness (T) of the support structure so that the groove 1 does not intentionally reach the end parallel to the lateral direction. If present, the fracture strength is further improved as compared with the support structure of FIG. Also, the R shape (R H4 ) in the height (H) direction tends to be larger than the support structure of FIG. 1, which is preferable.

尚、本発明の支持構造を、図8に示したような表示装置に組み込む場合には、溝のない領域をスペーサー固定ブロック92により固定し、表示領域には影響を及ぼさないように配置される。   When the support structure of the present invention is incorporated in a display device as shown in FIG. 8, a region without a groove is fixed by a spacer fixing block 92 and is arranged so as not to affect the display region. .

次に、本発明の支持構造の製造方法について説明する。本発明の支持構造は、平板状で表面に平行な複数本(支持構造の溝と同数)の溝を有するガラス母材を、該溝に平行な方向に加熱延伸し、得られたガラス基材を所定の長さに切断して得られる。本発明の製造方法においては、上記切断工程において、ガラス基材の溝に直交する方向からレーザー光を照射し、照射領域を溶融させた状態でガラス基材の一方を引っ張ることにより切断することを特徴とする。即ち、本発明の製造方法においては、光の指向性の高いレーザーを用いてガラス基材を局所的に加熱することにより、照射領域のみガラス基材を溶融させて溝を埋めるとともに、照射領域以外は溝の形状を保持して切断することができる。また、照射条件やガラス基材を引っ張る際の条件を調節することにより、図1,図4に示したような端部(短手方向に対して平行な端部)形状を容易に形成することができる。 Next, the manufacturing method of the support structure of this invention is demonstrated. The support structure of the present invention is a glass base material obtained by heating and stretching a glass base material having a plurality of flat plates (the same number as the grooves of the support structure) parallel to the surface in a direction parallel to the grooves. Is cut into a predetermined length. In the production method of the present invention, in the cutting step, the cutting by laser irradiation from the direction perpendicular to the grooves of the glass substrate, pulling one of the glass substrate in a molten state an irradiation region Features. That is, in the manufacturing method of the present invention, the glass substrate is locally heated using a laser having high directivity of light, so that the glass substrate is melted only in the irradiated region to fill the groove, and other than the irradiated region. Can be cut while retaining the shape of the groove. Moreover, by adjusting the irradiation conditions and the conditions for pulling the glass substrate , it is possible to easily form the end (end parallel to the short direction) shape as shown in FIGS. Can do.

本発明で用いられるレーザー光の波長は、切断対象であるガラス基材がレーザー光を効率よく吸収することができればいかなる範囲であっても良い。例えば波長が10.6μmのCO2(炭酸ガス)レーザーや、波長が1.06μmのYAGレーザーが挙げられるが、特にCO2レーザーはガラスへの吸収率が高く、好ましい。 The wavelength of the laser beam used in the present invention may be in any range as long as the glass substrate to be cut can efficiently absorb the laser beam. For example, a CO 2 (carbon dioxide gas) laser with a wavelength of 10.6 μm and a YAG laser with a wavelength of 1.06 μm can be mentioned, and a CO 2 laser is particularly preferable because of its high absorption rate into glass.

また、レーザー光の出力と周波数はガラス基材の形態(材質、厚さ、幅)などに応じて選定する必要がある。レーザー光のパワーが大きすぎると、照射領域の温度上昇が速すぎて切断部にクラックが入ったり、ガラス基材が燃焼・蒸発・飛散などを引き起こし、周辺を汚したりすることがある。このような不都合を避けるために発振周波数を小さくすると、照射領域の時間的な(断続的な)温度変化が大きくなり、クラックが発生することがある。従って、レーザー光の周波数はできるだけ高く設定し、小刻みに照射することで時間的な温度変動を緩やかにする。またパワーは、後述するようにガラス基材を切断することができる範囲で設定する。 Further, the output and frequency of the laser beam must be selected according to the form (material, thickness, width) of the glass substrate . If the power of the laser beam is too great, the temperature of the irradiated area will rise too fast, causing cracks in the cut part, or causing the glass substrate to burn, evaporate, scatter, etc., and stain the surroundings. If the oscillation frequency is reduced to avoid such an inconvenience, a temporal (intermittent) temperature change in the irradiation region increases, and cracks may occur. Therefore, the frequency of the laser beam is set as high as possible, and the temporal temperature fluctuation is moderated by irradiating in small increments. The power is set within a range where the glass substrate can be cut as will be described later.

本発明の如く、加熱延伸したガラス基材にレーザー光を照射する場合、不要な溶融物の発生や、発塵や飛散のない状態で切断するには、延伸方向に対してできるだけ狭い領域に、且つ、高さ(H)方向に対してはできるだけ均一なレーザー光を照射する必要がある。 As in the present invention, when irradiating a heated and stretched glass substrate with a laser beam, in order to cut without generation of unnecessary melt or dust generation or scattering, in a region as narrow as possible with respect to the stretching direction, In addition, it is necessary to irradiate laser light as uniform as possible in the height (H) direction.

具体的には、レーザー光を数μmから数10μm程度のスポット状に集光して、高さ方向にスキャンさせる方法や、照射領域をマスクを介して成形するなどの方法が考えられる。しかし前者の場合は、スポット光がスキャンすることによって、切断部の時間的な温度変化が大きく、ガラス基材にクラックが入ることが多い。また、それを避けるためにスキャン速度を上げることも考えられるが、メカニカルにミラーを振ってスキャンさせる方式では、スキャン速度に限界がある。また、後者の場合は、CO2やYAGレーザー光の波長が長く、マスキングに対するパターン精度が良くない(パターンの境界がぼける)ことと、マスクの摩耗が激しい(効率よくレーザー光を反射または吸収できるマスク材料が少ない)ことから、最適とは言い難い。 Specifically, a method of condensing laser light in a spot shape of about several μm to several tens of μm and scanning in the height direction, or a method of forming an irradiation region through a mask can be considered. However, in the former case, when the spot light is scanned, the temporal temperature change of the cut portion is large, and the glass base material is often cracked. In order to avoid this, it is conceivable to increase the scanning speed. However, the scanning speed is limited in the system in which the scanning is performed by mechanically shaking the mirror. In the latter case, the wavelength of the CO 2 or YAG laser light is long, the pattern accuracy for masking is not good (pattern boundaries are blurred), and the mask is heavily worn (the laser light can be reflected or absorbed efficiently). It is difficult to say that it is optimal because there are few mask materials.

最も好ましい方式を図5に示す。図中、11は延伸したガラス基材、12はレーザー光の照射パターンである。図5に示すように、レーザー光そのものを細長いパターン12状にシリンドリカルレンズを介して集光させ、照射パターン12の長手方向(W)が支持構造の高さ(H)方向となるように照射する。さらには、ガラス基材11の両面から同時に照射することによって、ガラス基材11の厚さ(T)方向に対して、より高効率に加熱することが可能となる。この場合、両面の照射パターン12の十分な位置合わせが必要である。 The most preferred method is shown in FIG. In the figure, 11 is a stretched glass substrate , and 12 is a laser beam irradiation pattern. As shown in FIG. 5, the laser beam itself is condensed into a long and narrow pattern 12 through a cylindrical lens, and irradiated so that the longitudinal direction (W) of the irradiation pattern 12 is the height (H) direction of the support structure. . Furthermore, it becomes possible to heat more efficiently with respect to the thickness (T) direction of the glass base material 11 by irradiating from both surfaces of the glass base material 11 simultaneously. In this case, sufficient alignment of the irradiation patterns 12 on both sides is necessary.

図5に示したようにレーザー光を照射して、ガラス基材11の照射領域が溶融した状態で、図6に示すようにレーザー光の照射パターン12を中心(境)に、一方13を固定し、他方14を引っ張ることによって、図7に示すような切断形状を得ることができる。そして、固定した一方を製品とし、引っ張った他方14は廃棄する。 As shown in FIG. 5, the laser beam is irradiated and the irradiated region of the glass substrate 11 is melted, and the laser beam irradiation pattern 12 is centered (boundary) as shown in FIG. By pulling the other 14, a cut shape as shown in FIG. 7 can be obtained. Then, the fixed one is used as a product, and the other pulled 14 is discarded.

レーザー光は、ガラス基材11を溶融させた後、他方14を引っ張った際に溶融物がガラス基材の他方14につられて移動している間は照射し続けておくことが望ましい。溶融物が引っ張られている途中でレーザー光照射を止めると、溶融物の温度が急激に低下(放熱)するため、引っ張られている(糸をひいている)状態のまま固化してしまい、一方13の端部を所望の形状に仕上げることができない。図2に示した逆曲率形状は、これに似た状態で切断した場合を示す。 After the glass substrate 11 is melted after the glass substrate 11 is melted, it is desirable that the laser beam be continuously irradiated while the melt is being moved by the other 14 of the glass substrate . If the laser beam irradiation is stopped while the melt is being pulled, the temperature of the melt will suddenly drop (heat dissipation), so it will solidify while being pulled (with the yarn pulled). The 13 ends cannot be finished in the desired shape. The reverse curvature shape shown in FIG. 2 shows the case of cutting in a similar state.

また、レーザー光の照射時間を長く設定し、溶融温度を高める(溶融面積も時間と共に広がる)ことで、溶融部の体積を増やせる。これによって他方14を引っ張った際に溶融物が一方13に残留するようにして、図4に示すような曲率部の径の大きな切断部を得ることができる。   Moreover, the volume of a fusion | melting part can be increased by setting the irradiation time of a laser beam long and raising melting temperature (a fusion | melting area also spreads with time). As a result, when the other 14 is pulled, the melt remains on the one 13, so that a cut portion having a large radius of curvature as shown in FIG. 4 can be obtained.

(実施例1)
加熱延伸加工により得られたガラス基材(材質:無アルカリガラス、高さ(H):1.6mm、厚さ(T):0.195mm、溝深さ:8μm、溝数:40本、溝幅:15μm、溝ピッチ:30μm)に対して、長手方向(W):6mm、幅(L):1.5mmのレーザー照射パターンを図5に示すように、両側から3秒間照射した。
Example 1
Glass substrate obtained by heat drawing (material: alkali-free glass, height (H): 1.6 mm, thickness (T): 0.195 mm, groove depth: 8 μm, number of grooves: 40, grooves With respect to the width: 15 μm and the groove pitch: 30 μm, a laser irradiation pattern of longitudinal direction (W): 6 mm and width (L): 1.5 mm was irradiated from both sides for 3 seconds as shown in FIG.

レーザー発振器は、10W出力のCO2レーザー(シンラッド社:型式48−1W)を用いた。2mmφのレーザー光をビームエキスパンダで6mmφに拡大し、ガラス基材の両面に照射するために光路をビームスプリッタで2分岐し、各光路がガラス基材を挟んで対向するように配置した。そしてガラス基材の手前で焦点距離2.5インチのシリンドリカルレンズで集光することにより、前述の寸法の照射パターンをガラス基材の両面に照射した。 The laser oscillator used was a 10 W output CO 2 laser (Shinrad: Model 48-1W). A 2 mmφ laser beam was expanded to 6 mmφ with a beam expander, and the optical path was split into two with a beam splitter in order to irradiate both surfaces of the glass substrate , and the optical paths were arranged to face each other with the glass substrate interposed therebetween. Then, by condensing with a cylindrical lens having a focal length of 2.5 inches in front of the glass substrate , the irradiation pattern having the above-mentioned dimensions was irradiated on both surfaces of the glass substrate .

レーザー出力条件は、周波数:5kHz、パワー:7.0W(パルスのデューティ:30%で設定)とした。また、引っ張りに関する条件は、レーザー照射開始から2.0秒後に引っ張りを開始し、引っ張り速度は7mm/secとした。引っ張る距離は10mmとした。   The laser output conditions were: frequency: 5 kHz, power: 7.0 W (set with pulse duty: 30%). Moreover, as for the conditions regarding the tension, the tension was started 2.0 seconds after the start of laser irradiation, and the tension speed was 7 mm / sec. The pulling distance was 10 mm.

これらの条件によりガラス基材を切断した結果、切断部は、図1に示す形状で、溝のない領域の長さ(t)が0.2mm、RT1は外側に凸の滑らかなR形状であった。 As a result of cutting the glass substrate under these conditions, the cut portion has the shape shown in FIG. 1, the length (t) of the groove-free region is 0.2 mm, and R T1 has a smooth R shape that protrudes outward. there were.

本例で切断して得られた支持構造と従来の切断方法を用いて得られた支持構造について、それぞれ32個の座屈試験を行い、耐破壊強度の検証を行った。その結果を表1に示す。表中の「ダイサー」とは、ガラスやシリコンウエハーなどをダイヤモンド砥石などの工具を用いて切断する従来の方式によりガラス基材を切断して得た支持構造である。この支持構造の切断面の形状は図3に示したものに近いが、切断面全体が摺り面であるため、微小なクラックが無数に存在する。 With respect to the support structure obtained by cutting in this example and the support structure obtained by using the conventional cutting method, 32 buckling tests were performed to verify the fracture resistance. The results are shown in Table 1. “Dicer” in the table is a support structure obtained by cutting a glass substrate by a conventional method of cutting glass, silicon wafer or the like using a tool such as a diamond grindstone. Although the shape of the cut surface of this support structure is close to that shown in FIG. 3, since the entire cut surface is a sliding surface, there are innumerable minute cracks.

座屈試験方法は、島津製作所製の引張圧縮試験機AGS−20KNGを用い、0.05mm/minの速度で圧縮した。試験片を圧縮する圧子はガラスブロックを用いた。尚、座屈試験に用いたスペーサの長さは、40mmとした。   As a buckling test method, a tensile compression tester AGS-20KNG manufactured by Shimadzu Corporation was used, and compression was performed at a speed of 0.05 mm / min. A glass block was used as an indenter for compressing the test piece. In addition, the length of the spacer used for the buckling test was 40 mm.

表1より明らかなように、本発明の支持構造は、従来の製造方法で製造した支持構造よりも1.5倍近く座屈強度が高く、耐破壊強度に優れていることがわかる。   As is clear from Table 1, it can be seen that the support structure of the present invention has a buckling strength nearly 1.5 times higher than that of the support structure manufactured by the conventional manufacturing method, and is excellent in fracture resistance.

Figure 0004845446
Figure 0004845446

(実施例2)
レーザー光のパワーを5.2Wとする以外は実施例1と同様にしてガラス基材を切断した。その結果、切断部は図2に示すように、RT2は逆向きの曲率形状となった。
(Example 2)
The glass substrate was cut in the same manner as in Example 1 except that the power of the laser beam was 5.2 W. As a result, as shown in FIG. 2, the cut portion has a curved shape of R T2 in the reverse direction.

(実施例3)
レーザー光のパワーを8.6Wとした以外は実施例1と同様にしてガラス基材を切断した。その結果、切断部の形状が、厚さ0.195mmに対してRT4の径が0.22mmと厚さよりも大きい曲率形状となった。
(Example 3)
The glass substrate was cut in the same manner as in Example 1 except that the laser beam power was 8.6 W. As a result, the shape of the cut portion was a curvature shape in which the diameter of R T4 was 0.22 mm and larger than the thickness with respect to the thickness of 0.195 mm.

本発明の支持構造の好ましい実施形態を示す図である。It is a figure which shows preferable embodiment of the support structure of this invention. 本発明の支持構造の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of the support structure of this invention. 従来の支持構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional support structure. 本発明の支持構造の好ましい他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other preferable embodiment of the support structure of this invention. 本発明の製造方法におけるレーザー光の照射パターンを示す図である。It is a figure which shows the irradiation pattern of the laser beam in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における切断工程を示す図である。It is a figure which shows the cutting process in the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法における切断後のガラス基材の切断部を示す図である。It is a figure which shows the cut part of the glass base material after the cutting | disconnection in the manufacturing method of this invention. 本発明の表示装置の表示パネルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display panel of the display apparatus of this invention. 図8の支持構造(スペーサー)の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the support structure (spacer) of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 溝
11 ガラス基材
12 レーザー光照射パターン
13 ガラス基材の一方(固定側)
14 ガラス基材の他方(引っ張り側)
81 リアプレート
82 フェースプレート
83 スペーサー(支持構造)
84 側壁
85 行方向配線
86 列方向配線
88 電子放出素子
89 電子源基板
90 蛍光膜
91 メタルバック
92 スペーサー固定ブロック
100 フェースプレートまたはリアプレートに対面する端部
101 フェースプレートまたはリアプレートに対面しない端部
102 長手方向
103 短手方向
1 Groove 11 Glass substrate 12 Laser light irradiation pattern 13 One side of glass substrate (fixed side)
14 The other side of the glass substrate (pull side)
81 Rear plate 82 Face plate 83 Spacer (support structure)
84 Side wall 85 Row-direction wiring 86 Column-direction wiring 88 Electron emitting device 89 Electron source substrate 90 Fluorescent film 91 Metal back 92 Spacer fixing block 100 End facing the face plate or rear plate 101 End not facing the face plate or rear plate 102 Longitudinal direction 103 Short direction

Claims (3)

板状の基材の表面に、該基材の長手方向に対して平行な複数の溝を有し、該基材の前記長手方向に対して平行な端部表示装置の構成部材を支持する板状の支持構造であって、前記溝の端部は、前記基材の短手方向に対して平行な端部から離れていることを特徴とする支持構造。 On the surface of the plate-like substrate has a plurality of parallel grooves with respect to the longitudinal direction of the substrate, for supporting the components of the display device in parallel ends to the longitudinal direction of the substrate It is a plate-shaped support structure, Comprising: The edge part of the said groove | channel is separated from the edge part parallel to the transversal direction of the said base material, The support structure characterized by the above-mentioned. 電子放出素子を有する第一の基板と、前記電子放出素子から放出された電子の照射によって発光する発光部材と電極とを備えた第二の基板と、板状の基材の表面に、該基材の長手方向に対して平行な複数の溝を有し、前記第一の基板と前記第二の基板間に位置して、前記長手方向に対して平行な端部で両基板を支持する板状の支持構造とを備えた表示装置であって、前記溝の端部は、前記基材の短手方向に対して平行な端部から離れていることを特徴とする表示装置。 A first substrate having an electron-emitting device; a second substrate including a light-emitting member and an electrode that emits light when irradiated with electrons emitted from the electron-emitting device ; has a plurality of parallel grooves with respect to the longitudinal direction of the wood, located between said first substrate the second substrate, for supporting the substrates in parallel ends to the longitudinal plate A display device comprising: a support structure having a shape , wherein an end of the groove is separated from an end parallel to the short direction of the base material . 表面に複数本の溝を有する板状の支持構造の製造方法であって、
表面に複数本の溝を有する板状のガラス母材を、該溝に平行な方向に加熱延伸する工程と、
延伸後のガラス基材に、該ガラス基材の溝を有する面に対して直交する方向からレーザー光を照射して該ガラス基材を切断する工程とを有し、
該ガラス基材を切断する工程は、該ガラス基材の該レーザー光の照射領域を溶融させた状態で、該照射領域を境にして、該ガラス基材の一方を引っ張ることにより該照射領域において該ガラス基材を切断することを特徴とする支持構造の製造方法。
A method for producing a plate-like support structure having a plurality of grooves on the surface,
A step of heating and stretching a plate-shaped glass base material having a plurality of grooves on the surface in a direction parallel to the grooves;
A step of cutting the glass substrate by irradiating a laser beam from a direction perpendicular to the surface of the glass substrate having a groove on the glass substrate after stretching,
The step of cutting the glass substrate is performed by pulling one of the glass substrates with the irradiation region as a boundary in a state where the irradiation region of the laser beam of the glass substrate is melted. A method for producing a support structure, comprising cutting the glass substrate.
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