JP2003317649A

JP2003317649A - 電子励起ディスプレイ用ガラススペーサ

Info

Publication number: JP2003317649A
Application number: JP2002127039A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Hatakeyama; 和範畠山; Masahiro Morishita; 昌洋森下; Toshiaki Mizuno; 俊明水野
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラススペーサの強度を向上させることがで
きる電子線励起ディスプレイ用ガラススペーサを提供す
る。【解決手段】フラット型電子線励起ディスプレイにお
いて、内面に画像形成部材５が形成されたガラス基板１
５から成る前面板１と、電子放出素子群を搭載したガラ
ス基板２１から成る背面板２とは、支持枠３を介して気
密的に接合されて支持枠３と共に気密の耐大気圧構造を
なす真空容器を形成し、前面板１と背面板２間には、大
気圧支持部材としての複数のガラススペーサ４が挿入さ
れている。ガラススペーサ４は、切断された端面４ａ又
は４ｂに発生したチッピングの最大長さが０．２ｍｍ以
下、好ましくは０．１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．
０６ｍｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線励起ディス
プレイ用ガラススペーサに関する。

【０００２】

【従来の技術】大きくて重いブラウン管に代わる薄型で
軽い、いわゆるフラット型ディスプレイとしては、自発
光式のフラット型電子線励起ディスプレイがあり、この
ディスプレイは、電子線源より放出される電子ビームを
蛍光体に照射して蛍光を発生させることにより画像を形
成する（例えば、特開平７−２３０７７６号公報）。

【０００３】一般に、フラット型電子線励起ディスプレ
イは、内面に画像形成部材が形成されたガラス基板から
成る前面板と、電子放出素子群を搭載したガラス基板か
ら成る背面板とを備える。画像形成部材は、電子放出素
子からの電子ビームが照射されて発光する蛍光体を有す
る。前面板と背面板とは、支持枠を介して互いに気密的
に接合されて支持枠と共に気密の耐大気圧構造をなす真
空容器を形成する。

【０００４】このようなフラット型電子線励起ディスプ
レイにあっては、電子ビームを蛍光体にあてて画像を形
成するため、電子線源、蛍光体、その他の構成部品が作
り込まれる真空容器内は、約１．３３×１０^-3Ｐａ（約
１０^-5ｔｏｒｒ）以下の真空雰囲気に保持されるので、
ディスプレイの表示画像が大きくなるに従って、真空容
器内部と外部の気圧差により前面板と背面板が変形又は
接触する場合があり、この変形又は接触を防止して前面
板と背面板との間隔を一定に保つために、前面板と背面
板間には大気圧支持部材として複数のガラススペーサが
挿入される。

【０００５】このガラススペーサは、その断面形状とほ
ぼ相似形の断面形状の母材ガラスを加熱しつつ延伸し、
次いで、延伸ガラスをカッター等により所望の長さに切
断することにより製造される。この加熱延伸法は、機械
加工法や注型法、押出し法と比べて、作製工程の簡易
さ、チッピングや欠けを低減できる点で優れている。ま
た、機械加工法や注型法、押出し法では、チッピング等
を低減するためには、研磨等の加工処理が必要であり、
コスト高となる。

【０００６】また、ディスプレイの組立ては、電子放出
素子を搭載した背面板の上にガラススペーサを封着用フ
リットを介して所定のピッチで並べた上で、この背面板
やガラススペーサに前面板を封着用フリットを用いて接
合し、約４００〜５００℃で焼成による熱処理を施すこ
とにより行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
熱延伸法により作製されたガラススペーサは、カッター
等により切断すると、その切断端面にチッピングが発生
し、このチッピングはガラススペーサの強度を低下させ
る。

【０００８】本発明の目的は、ガラススペーサ強度の低
下を防止することができる電子線励起ディスプレイ用ガ
ラススペーサを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１記載のガラススペーサは、切断された端
面に発生するチッピングの最大長さが０．２ｍｍ以下で
あることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載のガラススペーサは、請求項
１記載のガラススペーサにおいて、前記チッピングの最
大長さは０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載のガラススペーサは、請求項
２記載のガラススペーサにおいて、前記チッピングの最
大長さは０．０６ｍｍ以下であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者は、上記目的を達成すべ
く鋭意研究を行った結果、切断された端面に発生するチ
ッピングの最大長さが０．２ｍｍ以下、好ましくは０．
１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．０６ｍｍ以下である
と、ガラススペーサ強度の低下を防止することができる
ことを見出した。

【００１３】本発明は、上記研究の結果に基づいてなさ
れたものである。

【００１４】以下、本発明の実施の形態に係る電子線励
起ディスプレイ用ガラススペーサの構成を図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態に係る電子線
励起ディスプレイ用ガラススペーサを備えるフラット型
電子線励起ディスプレイの分解斜視図である。

【００１６】図１において、フラット型電子線励起ディ
スプレイは、内面に画像形成部材５が形成されたガラス
基板１５から成る前面板１と、後述する電子放出素子群
を搭載したガラス基板２１から成る背面板２とを備え
る。画像形成部材５は、該電子放出素子から電子ビーム
が照射されて発光する蛍光体を有する。

【００１７】ガラス基板１５，２１は、例えばソーダラ
イムガラスから成り、このガラスの線膨張係数は、８８
〜９２×１０^-7Ｋ^-1である。

【００１８】前面板１と背面板２とは、図１の線II−II
に関する断面図である図２に示すように支持枠３を介し
て気密的に接合されて支持枠３と共に気密の耐大気圧構
造をなす真空容器を形成する。また、前面板１と背面板
２間には、大気圧支持部材としての複数のガラススペー
サ４が挿入される。ガラススペーサ４は、図３において
後述する方法により形成された延伸ガラスを前面板１及
び背面板２の大きさにより決まる所定の長さに切断する
ことにより作製される。このガラススペーサ４は、その
両端に切断された端面４ａ，４ｂを有する。

【００１９】背面板２は、ガラス基板２１と、ガラス基
板２１上にマトリックス上に配列された厚さ１００μｍ
（１０００オングストローム）のＮｉから成る複数個の
素子部２３と、これらの素子部２３に給電すべくガラス
基板２１上に形成された厚さ２μｍのＡｇから成る複数
の配線部２４とを備える。素子部２３の各々には、電子
放出素子２５が形成されている。配線部２４の配線パタ
ーンは平行線のパターンであり、隣り合う一対の配線部
２４を通して、これらの配線部２４に沿う複数の電子放
出素子２５に同時に給電される。更に、図示されていな
いが、ガラス基板２１の１０μｍ上方には、ＳｉＯ₂絶
縁層を介して５０μｍ径の電子通過孔を有する変調電極
が配置されている。

【００２０】ガラススペーサ４の各々は、下端が接着部
材８を介して背面板２に固定されるが、これに代えて、
上端が接着部材８を介して前面板１に固定されるか、又
は上下端が接着部材８を介して前面板１及び背面板２の
夫々に固定されてもよい。

【００２１】ガラススペーサ４の断面形状のアスペクト
比（高さ／最大幅比）は通常は４〜５０である。

【００２２】ガラススペーサ４は、最大厚さが０．０３
〜０．３０ｍｍであるのがよい。ガラススペーサ４が前
面板１又は背面板２と接触する部分はディスプレイが発
光表示できないので、厚さは薄いほうが好ましいが、
０．０３ｍｍ未満では薄すぎて、ガラススペーサ４の絶
対強度が不足して取り扱いが困難となるからであり、ま
た、ディスプレイの開口率を上げるためにガラススペー
サ４を配線部２４に配置することになるが、その配線部
２４の幅は一般的に最大０．３０ｍｍであるのでガラス
スペーサ４の厚さが配線部２４の幅を超えるのは得策で
はないからである。

【００２３】ガラススペーサ４は、高さが一般的に０．
７〜５．０ｍｍであり、好ましくは１〜５ｍｍであるの
がよい。フラット型電子線励起ディスプレイでは、蛍光
体の利用効率を高めるために、一般的に５０００〜６０
００ボルトの高加速電圧を用いるので、前面板１と背面
板２との間隔が１ｍｍ未満では双方の絶縁性を確保する
のが難しく、５ｍｍを超えると電子線源から放出された
電子ビームが広がりすぎて隣接する画素まで発光してし
まうので好ましくないからである。

【００２４】ガラススペーサ４の長さは、ディスプレイ
の大きさやその製造方法に依存して決定され、一般的に
３０〜２０００ｍｍである。

【００２５】また、ディスプレイの組立ては、電子放出
素子を搭載した背面板の上にガラススペーサを封着用フ
リットを介して所定のピッチで並べた上で、この背面板
やガラススペーサに前面板を封着用フリットを用いて接
合し、約４００〜５００℃で焼成による熱処理を施すこ
とにより行われる。

【００２６】以下、本発明の実施の形態に係る電子線励
起ディスプレイ用ガラススペーサの製造方法を図面を参
照して説明する。

【００２７】ガラススペーサ４の製造は、ガラススペー
サ４の断面形状とほぼ相似形の断面形状を有する母材ガ
ラスを準備し、次いで、その母材ガラスを加熱しつつ延
伸し、得られた延伸ガラスを所望の長さに切断すること
により行う。

【００２８】図３は、本発明の実施の形態に係る電子線
励起ディスプレイ用ガラススペーサの製造装置の概略構
成を示す図である。

【００２９】図３において、フラット型電子線励起ディ
スプレイ用ガラススペーサの製造装置３０は、上段３１
及び中段３２を含む台３３を有する。また、上段３１の
一端側の延長部には後述する筒状の加熱炉３４が設けら
れている。

【００３０】この加熱炉３４に対向する位置において、
上段３１にはＴ字型の支柱３５が立設されると共に、支
柱３５に隣接してモータ３６が載置されている。ワイヤ
３７が、モータ３６の駆動軸上のプーリ３８、上段３１
上のプーリ３９、支柱３５の上端のプーリ４０，４０に
掛け廻され、該ワイヤ３７の一端は母材ガラス４１の上
端に固定されている。母材ガラス４１の下端部は、加熱
炉３４に導入されている。モータ３６の駆動軸の回転速
度は図示しない制御装置によって制御され、これによ
り、母材ガラス４１の加熱炉３４への供給速度が制御さ
れる。

【００３１】図３の線IV−IVに関する断面図である図４
に示すように、筒状の加熱炉３４の内側には、母材ガラ
ス４１の下端部を加熱すべく、当該下端部の長辺側に対
向して一対の電気ヒータ４３と、短辺側に対向した一対
の電気ヒータ４４が設けられている。これらの電気ヒー
タ４３，４４は前記制御装置に接続されており、電気ヒ
ータ４３と電気ヒータ４４の作動は夫々独立して該制御
装置によって制御される。

【００３２】更に、台３３の中段３２上には、モータ４
５が設けられており、その駆動軸には、前記母材ガラス
４１から下垂した延伸ガラスを挟持して延伸する一対の
延伸ロール４６が連結されている。モータ４５の駆動軸
の回転速度は前記制御装置によって制御され、これによ
り、延伸ロール４６の回転速度、すなわち母材ガラス４
１の延伸速度が制御される。

【００３３】上記構成により、母材ガラス４１が所定の
供給速度で加熱炉３４に供給され、該母材ガラス４１が
所定の延伸速度で延伸される。

【００３４】ガラススペーサ４は、上記製造装置３０を
使用して以下のように製造する。

【００３５】第１工程：まず、ガラス材料に通常の切
断、切削、研磨等の機械加工を施すか、熔着、熱間プレ
ス・熱間押出し等の延伸を施すことにより得られる所定
の断面形状を有する母材ガラス４１を準備する。この母
材ガラス４１は、その断面形状が図１におけるガラスス
ペーサ４（断面長方形）、並びに後述する図５（ａ）〜
図５（ｈ）のガラススペーサ４の各断面形状に相似形と
なるように形成される。

【００３６】母材ガラス４１は、その線膨張係数がガラ
ス基板１５，２１と同等のものであり、電子放出素子を
用いたディスプレイに使用することから、例えば低、無
アルカリガラスが好ましい。

【００３７】また、母材ガラス４１の大きさには特に制
限はないが、厚さ０．２〜６０ｍｍ、高さ０．２〜３０
０ｍｍ、及び長さ２００〜１０００ｍｍが好ましい。母
材ガラス４１の断面積は、得られるべきガラススペーサ
４の断面積の１００〜７０００倍であるのがよい。

【００３８】第２工程：前記準備された母材ガラス４１
を製造装置３０のワイヤ３７の一端に懸吊して装着す
る。次いで、モータ３６の駆動軸を回転させて母材ガラ
ス４１の下端部を加熱炉３４内に導入する。次いで、電
気ヒータ４３，４４に通電して加熱炉３４によって該母
材ガラス４１の下端部を加熱する。この加熱により母材
ガラス４１から下垂した延伸ガラスを延伸ロール４６に
通し、該延伸ロール４６をモータ４５により回転させて
下方に引っ張る。

【００３９】以後、モータ３６及び４５を夫々制御し
て、母材ガラス４１を加熱炉３４内に後述する所定の供
給速度で導入すると同時に後述する所定の延伸速度で下
方に引っ張る。その際、電気ヒータ４３，４４を母材ガ
ラス４１の加熱温度が所定範囲内になるように制御す
る。すなわち、母材ガラス４１を後述する理由によりそ
の粘度が１０⁴〜１０⁸Ｐａ・ｓ（１０⁵〜１０⁹ポア
ズ）、好ましくは１０⁷〜１０⁸Ｐａ・ｓ（１０⁸〜１０⁹
ポアズ）になるような所定の温度範囲に加熱する。例え
ば、母材ガラス４１がソーダライムガラスの場合は前記
所定の温度範囲は６６０〜９３０℃、好ましくは６６０
〜７２０℃である。

【００４０】上記母材ガラス４１の供給速度に対する母
材ガラス４１の延伸速度の比は、２０〜８０００である
のが好ましい。当該比が２０未満の場合は、母材ガラス
４１が延伸される延伸率が小さく生産性が悪化し、当該
比が８０００を超える場合は、前記延伸率が大きすぎて
延伸ガラスの延伸方向に垂直な断面形状が不安定にな
る。より好ましくは、当該比が１００〜７０００の範囲
にあるのがよい。

【００４１】第３工程：次いで、前記延伸ガラスを所望
の長さに切断してガラススペーサ４を得る。この切断
は、以下のように行う。

【００４２】まず、切断すべき延伸ガラスをワックスで
覆い、このワックスで覆われた延伸ガラスをワックスご
と１５００〜５０００ｒｐｍで回転する砥石カッターで
０．１〜１００ｍｍ／分の送り速度で切断する。この際
の冷却水量は、５００ｍｌ／分である。

【００４３】ガラススペーサ４の端面４ａ，４ｂ以外の
４つの面は加熱延伸時にほぼ火造り面となるので、元の
ガラスの加工精度はそれほど問題にならない。ここに、
火造り面とは、ガラスの粘性が加熱温度に相関すること
を利用して、溶解ガラスを成形型等に接触させることな
く加熱温度の制御により例えば板状に成形したときのそ
のガラス面をいう。この火造り面は、成形型の微小な凹
凸が転写されないので微視的に平坦であるという特徴を
有する。

【００４４】以上の３工程によって、母材ガラス４１か
ら、その断面形状とほぼ相似形の所望の断面形状のガラ
ススペーサ４を形成することができる。

【００４５】以下、図１におけるガラススペーサ４の断
面形状の実施例を説明する。

【００４６】図５は、図１におけるガラススペーサ４の
実施例の説明図である。

【００４７】図５（ａ）〜図５（ｈ）のガラススペーサ
４は、その側面が凹凸状を呈しており、各凸部断面が、
図５（ａ）及び図５（ｅ）では矩形、図５（ｂ）及び図
５（ｆ）では直角三角形、図５（ｃ）及び図５（ｇ）で
は山形、図５（ｄ）及び図５ｈ）では台形をなしてい
る。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）の実施例では、頂部
及び底部が張り出しているが、図５（ｅ）〜図５（ｈ）
の実施例では、頂部及び底部が張り出していない。この
ように、図５（ａ）〜図５（ｈ）のガラススペーサ４
は、その側面が凹凸状を呈していることにより、電子放
出素子から放出された電子が帯電したガラススペーサ４
に衝突した際に該電子を捕捉することができる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００４９】まず、上記製造方法でガラススペーサ４を
作製し、端面４ａ又は４ｂに形成されたチッピングの大
きさを測定した。チッピングの大きさの測定は、端面４
ａ，４ｂの面内におけるチッピングの最大長さを測定し
たものである（図６）。この測定したガラススペーサ４
の中から、チッピングの大きさが０．２０ｍｍのガラス
スペーサ４（実施例１）、０．１６ｍｍのガラススペー
サ４（実施例２）、０．１２ｍｍのガラススペーサ４
（実施例３）、０．１０ｍｍのガラススペーサ（実施例
４）、０．０６ｍｍのガラススペーサ４（実施例５）、
０．０４ｍｍのガラススペーサ４（実施例６）、０．３
０ｍｍのガラススペーサ（比較例１）、及び０．２５ｍ
ｍのガラススペーサ４（比較例２）を準備した。

【００５０】

【表１】

【００５１】次いで、上記ガラススペーサ４（実施例１
〜６，比較例１〜２）に対して耐圧縮荷重強度の評価を
行った。耐圧縮荷重強度評価は、ガラススペーサ４の下
面（背面板２接着面）を所定の平面に接地させて上面
（前面板１接着面）に均一に２．０Ｎ／ｍｍ²の圧縮荷
重を加えたときに、ガラススペーサ４が破壊したか否か
を観察して行うものである（図７）。結果を表１に示
す。表１において、◎はガラススペーサ４が破壊しない
確率が１００％であることを、○は同確率が９５％以上
１００％未満であることを、△は同確率が９０％以上９
５％未満であることを、×は同確率が９０％未満である
ことを夫々表す。

【００５２】本実施例によれば、ガラススペーサ４の端
面４ａ又は４ｂに発生したチッピングの大きさが０．２
ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下、さらに望ましく
は０．０６ｍｍ以下であると、ガラススペーサ４が破壊
することなく強度を向上させることができることが分か
った。

【００５３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のガラススペーサによれば、切断された端面に発生す
るチッピングの大きさが０．２ｍｍ以下であるので、ガ
ラススペーサの強度を向上させることができる。

【００５４】請求項２記載のガラススペーサによれば、
チッピングの大きさが０．１ｍｍ以下であるので、請求
項１の効果を確実に奏することができる。

【００５５】請求項３記載のガラススペーサによれば、
チッピングの大きさが０．０６ｍｍ以下であるので、請
求項１の効果をより確実に奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電子線励起ディスプ
レイ用ガラススペーサを備えるフラット型電子線励起デ
ィスプレイの分解斜視図である。

【図２】図１の線II−IIに関する断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る電子線励起ディスプ
レイ用ガラススペーサの製造装置の概略構成を示す図で
ある。

【図４】図３の線IV−IVに関する断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｈ）は、図１におけるガラススペー
サ４の実施例の説明図である。

【図６】（ａ）は、図１におけるガラススペーサ４のチ
ッピングの発生状態を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）
は、（ａ）のチッピングの測定方法を示す図である。

【図７】ガラススペーサ４の耐圧縮荷重強度評価方法を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１前面板２背面板３支持板４ガラススペーサ１５，２１ガラス基板２３素子部２４配線部２５電子放出素子３０製造装置３３台３４加熱炉３６，４５モータ３７ワイヤ４１母材ガラス４３，４４電気ヒータ４６延伸ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野俊明大阪府大阪市中央区北浜四丁目７番28号日本板硝子株式会社内Ｆターム(参考） 5C032 AA01 CC10 5C036 EE14 EE19 EF01 EF06 EF09 EG31 EH23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】切断された端面に発生するチッピングの
最大長さが０．２ｍｍ以下であることを特徴とする電子
線励起ディスプレイ用ガラススペーサ。
【請求項２】前記チッピングの最大長さは０．１ｍｍ
以下であることを特徴とする請求項１記載の電子線励起
ディスプレイ用ガラススペーサ。
【請求項３】前記チッピングの最大長さは０．０６ｍ
ｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の電子線励
起ディスプレイ用ガラススペーサ。