JPH10275577A

JPH10275577A - スペーサとその製法及び表示装置

Info

Publication number: JPH10275577A
Application number: JP7978297A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kisu; 浩樹木須
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】真空容器内のスペーサの材料の選択と形成方
法により機械的強度や高温時の流動性、絶縁耐圧、及び
沿面耐圧に優れ、大量生産に向いた低コストな製造方法
によるスペーサを提供することを課題とする。【解決手段】フェースプレートとリアプレートとから
成る真空容器内に備える大気圧に抗するスペーサにおい
て、射出成型にて前記フェースプレート又は前記リアプ
レートに直接成形されることを特徴とする。フェースプ
レートとリアプレートとから成る真空容器内に具備され
る大気圧に抗するスペーサの製造方法において、前記リ
アプレートを乾燥し、射出成型機のノズルの温度を射出
される溶融液晶ポリマーを収納するシリンダーの温度よ
り高めに設定し、前記リアプレート上の金型に前記溶融
液晶ポリマーを前記シリンダーの全ストローク中９５〜
９８％を高射出速度で射出し、つぎに前記全ストローク
中の残余を低射出速度で射出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスぺーサの製法及び
スぺーサを応用した画像形成装置を含む表示装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子放出素子を利用した画像形成
装置として、冷陰極電子放出素子を多数形成した電子源
基板と、透明電極および蛍光体を具備した陽極基板とを
平行に対向させ、真空に排気した平面型の電子線表示パ
ネルが知られている。このような画像形成装置におい
て、電界放出型電子放出素子を用いたものは、例えば、
I.Brodie,“Advanced technology:flat cold-cathode C
RTs",Information Display,1/89,17(1989)に開示された
ものがある。また、表面伝導型電子放出素子を用いたも
のは、例えば、ＵＳＰ５０６６８８３等に開示されてい
る。平面型の電子線表示パネルは、現在広く用いられて
いる陰極線管（cathode ray tube；ＣＲＴ）表示装置に
比べ、軽量化、大画面化を図ることができ、また、液晶
を利用した平面型表示パネルやプラズマ・ディスプレ
イ、エレクトロルミネッセント・ディスプレイ等の他の
平面型表示パネルに比べて、より高輝度、高品質な画像
を提供することができる。図１３（ａ）〜（ｃ）に、電
子放出素子を利用した画像形成装置の一例として、従来
の平面型電子線表示パネルの概略構成図を示す。ここ
で、図１３（ａ）は表示パネルの一部の外観を、（ｂ）
は内部基板上の概略図を、（ｃ）は、図１３（ａ）にお
けるＡ−Ａ´断面図である。

【０００３】図１３に示される従来の平面型電子線表示
パネルの構成について詳述すると、図中、１５０は電子
源基板であるリアプレート、１２０は陽極基板であるフ
ェースプレート、１６０は外枠であり、これらにより真
空外囲器を構成している。また、１３０は電子放出素子
であり、１４１１および１４２１は、電子放出素子１３
０に電圧を印加するための電極である。１４１（信号電
極側）及び１４２（走査電極側）は電極配線であり、そ
れぞれ、電極１４１１，１４２１に接続されている。ま
た、１２１はフェースプレート１２０の基体であるガラ
ス基板、１２３は透明電極、１２２は蛍光体である。さ
らに、１１０はスぺーサで、リアプレート１５０とフェ
ースプレート１２０を所定間隔に保持するとともに、大
気圧に対する支持部材として配置されている。

【０００４】この電子線表示パネルにおいて画像を形成
するには、マトリックス状に配置された走査配線１４２
と信号配線１４１に所定の電圧を順次印加することで、
マトリックスの交点に位置する所定の電子放出素子１３
０を選択的に駆動し、電子放出素子１３０の電子放出部
から放出された電子を蛍光体１２２に照射して、所定の
位置に輝点を得て、画像を形成する。なお、透明電極１
２３は、放出電子を加速してより高い輝度の輝点を得る
ために、電子放出素子１３０に対して正電位となるよう
に高電圧が印加される。ここで、印加される電圧は、蛍
光体１２２の性能にもよるが、数百Ｖから数十ｋＶ程度
の電圧である。従って、リアプレート１５０とフェース
プレート１２０間の距離（正確には配線１４１と透明電
極１２３との距離）ｄは、この印加電圧によって真空の
絶縁破壊（すなわち放電）が生じないようにするため、
百μｍから数ｍｍ程度に設定されるのが一般的である。

【０００５】また、表示パネルの表示面積が大きくなる
に従い、外囲器内部の真空と外部の大気圧差による基板
の変形を抑えるためには、リアプレート基板１５０およ
びフェースプレート基板１２１を厚くする必要がでてき
た。基板を厚くすることは表示パネルの重量を増加させ
るだけでなく、斜め方向から見た時に歪みを生ずる。そ
こで、スぺーサ１１０を適宜配置させることにより、リ
アプレート１５０とフェースプレート１２０の強度負担
を軽減でき、軽量化、低コスト化、大画面化が可能とな
るので、平面型電子線表示パネルの利点を十分に発揮す
ることができる様になる。

【０００６】このスぺーサ１１０に使用される材質とし
ては、（１）十分な耐大気圧強度（圧縮強度）を有する
こと、（２）製造工程及び高真空形成工程における加熱
工程に耐えうる耐熱性を有し、（３）表示パネルの基
板、外枠等との熱膨張係数の整合が取れていること、
（４）高電圧印加に耐えうる絶縁耐圧を有する高抵抗体
（絶縁体）であること、（５）高真空を維持するため
に、ガス放出レートが小さいこと、（６）寸法を精度良
く加工でき、量産性に優れること、等が要求され、一般
的にはガラス材料が用いられる。

【０００７】一方、『Advanced technology:flat cold-
cathode CRTs』(Information Display 1/89の１７〜１
９頁）やＵＳＰ５,０６３,３２７において、Ivor Brodi
e氏は、ポリイミドを用いたスぺーサを開示している。
これは感光性のポリイミドをスピン法で基板に塗布し、
前ベークした後、フォトリソグラフィー（マスク露光、
現像、洗浄）の工程を経て真空ベークを行う手法であ
り、最終的には陰極基板表面に１００ミクロンの高さの
ポリイミドスぺーサを作っている。さらに感光性のポリ
イミドを利用した例としてＵＳＰ５,３７１,４３３等も
挙げることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなポリイミドスぺーサ材料を使用した場合、以下に
述べるような問題がある。

【０００９】一般的なガラス材料は、機械強度、熱物
性、放出ガス特性については比較的良好な材料である。
また、加工性、量産性もよいので、スぺーサとして使用
しやすい材料である。しかし、絶縁耐圧については、特
に表面の帯電（二次電子放出が原因と考えられる。）に
より沿面放電を生じやすいので、あまり大きな高電圧を
印加することはできず、十分な明るさの表示を行うこと
は困難である。

【００１０】一方、ポリイミド樹脂をフォトリソグラフ
ィの手法でスぺーサを形成する場合、機械強度はガラス
材料に劣るものの、配置するスぺーサの個数を増やすこ
とが容易なので、耐大気圧強度を得ることができる。ま
た、耐熱性、放出ガス特性については、ガラス材料に比
べて若干劣る場合があるが、適当なアニーリング処理等
を施すことでガラス製の外囲器中で問題なく用いること
ができる。電気物性については、絶縁耐性は良好で、沿
面耐圧も高い。しかしながら、加工性については、以下
のような問題がある。

【００１１】上述のフォトリソグラフィ加工によると、
一回の工程でできるポリイミドスぺーサの高さは、せい
ぜい数〜数十ミクロンであり、所望の高さｄを得るため
には、何回も工程を繰り返す必要がある。従って、現実
的に利用可能なスぺーサの高さは精々数百ミクロン程度
以下となり、フェースプレートに印加できる電圧は制限
されてしまう。このため、現行のＣＲＴで用いられてい
る性能の高い高加速蛍光体（加速電圧数ｋＶ〜数十ｋＶ
程度）は使用しにくく、輝度、色純度等の性能の劣る低
加速蛍光体を用いなければならなかった。

【００１２】また、一般のエンプラ（エンジニアリング
プラスティック）樹脂をインジェクションでフェースプ
レート又はリアプレートに成型しようとした場合、樹脂
粘度が高く、細い部分には上手く樹脂が充填出来ない場
合があった。

【００１３】従って、本発明では、ガラス材料に比べ、
機械的強度は劣るが高温時の流動性、絶縁耐圧、及び沿
面耐圧の優れた溶融液晶ポリマー（Thermotropic Liqui
d Crystal Polymer；ＬＣＰ）を用いたスペーサに着目
し、ＬＣＰスぺーサの前記フォトリソグラフィー法に代
わる、高さを高く形成出来、かつ、大量生産に向いた低
コストな製造方法によるスペーサを提供することを目的
とする。更には、高温時での流動性のよさに着目し、高
精細対応の細いリブ幅のスぺーサの製造を目的とする。
また同時に、機械強度が劣るため配置するスぺーサの個
数は増えるが、そのスぺーサを配置するプロセスの煩雑
さを解消するスぺーサの製造方法を提供することを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み成さ
れたものであり、（１）本発明のスぺーサはＬＣＰから成り、射出成型法
で製造されることを特徴とする。（２）本発明の表示装置は、複数の冷陰極型電子放出素
子を形成した基板と、発光材料を形成した透明基板と
を、スぺーサを介して対向させた構造を有し、該スぺー
サが上記条件を満たすスぺーサであることを特徴とす
る。（３）本発明の表示装置は、冷陰極型電子放出素子が表
面伝導型電子放出素子であることを特徴する。

【００１５】具体的には、本発明によるスペーサは、フ
ェースプレートとリアプレートとから成る真空容器内に
備える大気圧に抗するスペーサにおいて、射出成型にて
前記フェースプレート又は前記リアプレートに直接成形
されることを特徴とする。また、上記スぺーサにおい
て、スぺーサが溶融液晶ポリマーから成ることを特徴と
する。また、スぺーサは前記フェースプレート又は前記
リアプレートを穿った位置に前記射出成型によりテーパ
ー状に形成されていることを特徴とする。また、前記ス
ぺーサは前記リアプレートを穿った位置に前記射出成型
によりテーパー状に形成され、前記フェースプレートの
穿ち部分に挿入される突起を有していることを特徴とす
る。

【００１６】また、内部が真空の外周器内に、複数の冷
陰極型電子放出素子を形成した基板と、該電子放出素子
から放出される電子線の照射により画像形成する画像形
成部材と、該外周器を支持するためのスペーサとを備え
る表示装置において、前記スペーサが射出成型にて前記
基板又は前記画像形成部材に直接形成され、且つ前記ス
ペーサが溶融液晶ポリマーから成ることを特徴とする。
また、上記冷陰極型電子放出素子が表面伝導型電子放出
素子であることを特徴とする。さらに、上記表示装置に
おいて、前記冷陰極型電子放出素子の電極は行方向配線
と列方向配線に接続され、前記スペーサは前記行方向配
線又は前記列方向配線上に射出成型されることを特徴と
する。

【００１７】さらに、フェースプレートとリアプレート
とから成る真空容器内に具備される大気圧に抗するスペ
ーサの製造方法において、前記リアプレートを乾燥し、
射出成型機のノズルの温度を射出される溶融液晶ポリマ
ーを収納するシリンダーの温度より高めに設定し、前記
リアプレート上の金型に前記溶融液晶ポリマーを前記シ
リンダーの全ストローク中９５〜９８％を高射出速度で
射出し、つぎに前記全ストローク中の残余を低射出速度
で射出することを特徴とする。また、上記スペーサの製
造方法において、前記射出成型機のノズルはリアプレー
トの平面サイドに配置され、射出成型後金型を除去した
後に前記ノズルからの注入部の前記液晶ポリマーを切断
することを特徴とする。また、前記スペーサは平板状又
は円柱形状であることを特徴とする。さらに、上記スペ
ーサの製造方法において、前記リアプレート上には電子
放出素子が形成され、前記電子放出素子の電極は行方向
配線と列方向配線に接続され、前記スペーサは前記行方
向配線又は前記列方向配線上に射出成型されることを特
徴とする。

【００１８】［作用］上記により、耐熱性があり、リブ
幅が細く、放出ガス量が少なく、ギャップ高さも大きく
取れ、大気圧に対しても強度があり、量産性に優れたコ
ストの安いスぺーサの量産が可能になると同時に、これ
を用いた表示装置の性能向上にもつながった。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施形態について説明する。

【００２０】［実施形態１］図１は、本実施形態に用い
た表示パネルの斜視図であり、図２に示した形状のスぺ
ーサ１−１を用いた。又、内部構造を示すためにパネル
の１部を切り欠いて示している。パネルのサイズは縦横
１５０ｍｍ×２５０ｍｍである。

【００２１】図中、２はフェースプレート、２−１はガ
ラス基板、２−２は蛍光体、２−３はメタルバックとし
てのアノード電極、５はリアプレート、６は側壁であ
り、フェースプレート２と，リアプレート５，側壁６と
により表示パネルの内部を真空に維持するための気密容
器を形成している。気密容器を組み立てるにあたって
は、各部材の接合部に十分な強度と気密性を保持させる
ため、封着する必要があるが、たとえばポリベンゾイミ
ダゾールを接合部に塗布し、大気中あるいは窒素雰囲気
中で、摂氏３００度で２０分以上焼成することにより封
着を達成した。

【００２２】リアプレート５には、直接配線が印刷され
ており配線基板もかねている。該基板上には電子放出素
子３がｎ×ｍ個形成されている。本実施形態ではｎ＝１
６０，ｍ＝７２０とした。ここで、ｎ，ｍは２以上の整
数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定され
る。たとえば、高品位テレビジョンの表示を目的とした
表示装置においては、ｎ＝３０００，ｍ＝１０００以上
の数を設定することが望ましい。前記電子放出素子３
は、ｍ本の行方向配線（信号線４−２）とｎ本の列方向
配線（走査線４−１）により単純配線されている。前
記、行方向配線（信号線４−２）と列方向配線（走査線
４−１）によって構成される部分をマルチ電子ビーム源
又は相対的に電子源と呼ぶ。

【００２３】また、行方向配線用のＸ方向配線端子Ｄ０
_x1〜Ｄ０_xmおよび列方向配線用のＹ方向配線端子Ｄ０_y1
〜Ｄ０_ynおよび高圧端子Ｈｖは、当該表示パネルと不図
示の電気回路とを電気的に接続するために設けた気密構
造の電気接続用端子である。Ｄ０_x1〜Ｄ０_xmはマルチ電
子ビーム源の行方向配線（信号線４−２）と、Ｄ０_y1〜
Ｄ０_ynはマルチ電子ビーム源の列方向配線（走査線４−
１）と、Ｈｖはフェースプレートのアノード電極２−３
と電気的に接続している。

【００２４】本実施形態の電子放出素子３は、例えば特
開平７−４５２２１号公報に記載されている前述の表面
伝導型電子放出素子を用いることができる。さらに、先
端の尖った、円錐状、角錐状あるいは針状の金属やシリ
コン、若しくはダイヤモンドを含むカーボン材料等から
成る電界放出型電子放出素子やＭＩＭ型素子等を用いる
こともできる。

【００２５】上記表面伝導型電子放出素子は、青板ガラ
スや石英ガラス、セラミック等の絶縁基板上にＮｉやＣ
ｒ，Ａｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｐｄ等
の金属や合金、金属酸化物等の導電性電極対を形成し、
該導電性電極対上にＰｄや，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ等の貴金
属元素を含む有機化合物を加熱焼成して得られるＰｄ
や，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，ＰｄＯ等の導電性薄膜を形成
し、通電フォーミング処理を施すことにより該導電性薄
膜中に電子放出部を形成し、さらに真空容器内で活性化
処理及び安定化処理を施して製造される。この表面伝導
型電子放出素子は、行方向配線（信号線４−２）と列方
向配線（走査線４−１）とが接続された導電性電極対に
走査信号と画像入力信号とを印加することにより、電子
放出部から電子線を放出し、フェースプレート側に高電
圧を印加することにより、そのフェースプレート側の蛍
光体に電子線を照射して、蛍光を発光させることで画像
表示を行うことができる。

【００２６】図２は図１のＡ−Ａ´の断面模式図であ
り、各部の番号符号中、図１と同一符号は同一機能を有
している。スぺーサ１−１は直接走査線４−１およびフ
ェースプレート２と接続し、フェースプレート２とリア
プレート５が受ける大気圧を支えている。４−１−１は
走査線電極、４−２−１は信号線電極である。

【００２７】本実施形態では、スペーサ１−１は、走査
線４−１の一部に貫通孔を設け、更にリアプレート５側
にも対応部分に入り口部の幅ｗ５（７０μｍ），底部の
幅ｗ２（１２５μ）の凹部を穿っておき、そこに直接Ｌ
ＣＰをインジェクションで射出成型してある。この様な
構成になっているので、スぺーサ１−１を型からぬく時
に、スぺーサ１−１がリアプレート５側に残るようにな
っている。また、スぺーサ１−１の上部の幅ｗ１（１０
０μｍ）は底辺部幅ｗ２（１２５μｍ）より狭くなって
おり、これは、金型からスぺーサ１−１を抜きやすくし
ている。さらに、スぺーサ１−１上部の幅ｗ１の部分か
らフェースプレート２の蛍光体２−２との距離ｗ４（２
０μｍ）では、スぺーサ幅は急激にテーパー状になって
いるが、これは脱型時スぺーサ１−１の先端を型から分
離しやすいようにしたものである。またスぺーサ１−１
の走査線４−１方向の長さと幅は、大気圧を支える強度
で決定され、本実施形態では長さ７０ｍｍのものを採用
した。またスぺーサーの高さｄは１ｍｍとしている。

【００２８】またスぺーサ１−１は両プレート２，５に
対し、片方のみで固定される必要はなく、上部をフェー
スプレート２とポリイミド接着剤等で固定してもよい。

【００２９】また、スぺーサ１−１の本数はスぺーサ材
料の強度を考慮して、大気圧を十分支持しうる数に設計
されている。

【００３０】さらに、ガラス基板２−１の下面には、蛍
光体２−２、メタルバック（アノード電極）２−３が形
成されている。本実施形態では、カラー表示装置である
ため、蛍光体２−２の部分には陰極線管ＣＲＴの分野で
用いられる赤、緑、青、の３原色の蛍光体が塗り分けら
れている。各色の蛍光体２−５は、たとえば図３（ａ）
に示すようにストライプ状に塗り分けられ、蛍光体２−
５のストライプの間には黒色の光吸収体２−４が設けて
ある。黒色の光吸収体２−４を設ける目的は、電子ビー
ムの照射位置に多少のずれがあっても表示色にずれが生
じないようにする事や、外光の反射を防止して表示コン
トラストを向上することや、又、上記黒色の光吸収体が
導電性の場合には、電子ビームによる蛍光体２−５のチ
ャージアップを防止する事などである。黒色の光吸収体
２−４には、黒鉛を主成分として用いたが、上記の目的
に適するものであればこれ以外の材料を用いても良い。

【００３１】また、３原色の蛍光体の塗り分け方は前記
図３（ａ）に示したストライプ状の配列に限られるもの
ではなく、たとえば図３（ｂ）に示すようなＲＧＢ蛍光
体２−５のデルタ状配列や、それ以外の配列であっても
よい。

【００３２】なお、モノクロームの表示パネルを作成す
る場合には、単色の蛍光体材料を蛍光体２−５に用いれ
ばよく、また黒色導電材料は必ずしも用いなくともよ
い。

【００３３】また、加速電圧の印加用として又蛍光体２
−２の高輝度化を目的として、フェースプレート２と蛍
光体２−２との間に、たとえばＩＴＯを材料とする不図
示の透明電極を設けてもよい。

【００３４】メタルバック２−３を設ける目的は、蛍光
体２−２が発する光の一部を鏡面反射して光利用率を向
上させる事や、負イオンの衝突から蛍光体２−２を保護
する事や、電子ビーム加速電圧を印加するための電極と
して作用させる事や、蛍光体２−２を励起した電子の導
電路として作用させる事などである。メタルバック２−
３は、蛍光体２−２をフェースプレート２上に形成した
後、蛍光体２−２の表面を平滑化処理し、その上にアル
ミを真空蒸着する方法により形成した。なお、蛍光体２
−２に低加速電子線励起用の蛍光体材料を用いた場合に
は、メタルバック２−３は用いない場合も有る。この場
合、フェースプレート２と蛍光体２−２との間に透明電
極を設けて、透明電極に電子ビーム加速電圧を印加す
る。

【００３５】また、気密容器内部を真空に排気するに
は、気密容器を組み立てた後、不図示の排気管と真空ポ
ンプとを接続し、気密容器内を１.３×１０^-5Ｐａ程度
の真空度まで排気する。その後、排気管を封止するが、
気密容器内の真空度を維持するために、封止の直前ある
いは封止後に気密容器内の所定の位置にゲッター膜（不
図示）を形成する。ゲッター膜とは、たとえばＢａを主
成分とするゲッター材料をヒーターもしくは高周波加熱
により加熱し蒸着して形成した膜であり、該ゲッター膜
の吸着作用により気密容器内は１.３×１０^-3ないしは
１.３×１０^-5Ｐａ程度の真空度に維持される。

【００３６】以上、本発明実施形態の表示パネルの基本
構成と製法を説明した。以下、本実施形態に用いたスぺ
ーサについて説明する。

【００３７】［溶融液晶ポリマーの説明］〈特徴と分子構造〉溶融液晶ポリマー（Thermotropic L
iquid Crystal Polymer；ＬＣＰ）は、溶融状態で液晶
性を示す高耐熱タイプの熱可塑性樹脂で、射出成型が可
能であり、流動性が他のエンプラ（エンジニアリングプ
ラスチック）に比較してきわめて良好である特徴を持っ
ている。

【００３８】また、射出成型によって得られた製品は、
スキン・コア構造という液晶ポリマーに特有な構造を持
ち、一方でポリマーが剛直な棒状高分子であるため、溶
融状態において高度に配向し、繊維強化の効果を持って
いる。これが自己繊維補強ポリマーといわれる由縁で、
ＬＣＰが世の中で注目を浴びるようになった大きな要因
の一つである。

【００３９】また、ＬＣＰの固体状態から融解するのに
必要なエネルギーは一般のエンプラの１／１０〜１／１
００にすぎない。従って、個化速度が速く、バリになり
難く、成型サイクルを短くしたり、低い金型温度でも十
分な物性が得られる。このことは、射出成型に必要とさ
れる各種のコスト低減に大きな役割を果たしている。

【００４０】さらに、ＬＣＰの特徴の一つである耐熱性
は、便宜上、樹脂荷重撓み温度（ＴＤＵＬ）を指標とし
て３つのタイプに分けられる。一般的にＴＤＵＬ≧２６
０℃の場合をタイプＩとして、ＴＤＵＬ≦２２０℃の場
合をタイプIIIとして分類され、中間の温度領域のＬＣ
ＰはタイプIIに分類されている以上のようなＬＰＣの持
つ各種の特性は、パラヒドロキシ安息香酸にどのような
モノマーを使用して直線性の剛直鎖を共重合させるかに
よって決まる。一般に使用されるモノマーとしてはテレ
フタル酸、ビフェノール類、２，６−ナフタレンジカル
ボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、イソフタル酸等があ
る。その外にも、アミド結合やエーテル結合を含むＬＣ
Ｐもある。

【００４１】〈流動特性〉ＬＣＰは他のエンプラに比較
して流動性が非常に良好であるのみならず、個化速度が
非常に速く、バリの発生が少ない。金型内へＬＣＰ樹脂
を充填する際には、適切な溶融樹脂温度と剪断応力速度
により、きわめて低粘度で流入するが、金型内で冷却さ
れ、剪断速度が低下すると、急激に粘度が上昇し、短時
間で個化する。この際に成型品の表面にスキン層と呼ば
れる高度に分子配向した薄い個化層が出来るため、微小
な間隙に樹脂が流入せず、バリの発生が抑制される。

【００４２】従って、ＬＣＰを射出成型に用いる場合に
は、可能な限り高速で射出を実施し、充填時間を可能な
限り短くするような対策をとることが必要である。

【００４３】〈耐熱特性〉フラットパネルディスプレイ
のスぺーサとしてＬＣＰを使用する場合、パネルの封着
工程やべーク工程（３００℃以上）があるため、使用可
能なＬＣＰはタイプＩに限定される。具体的には、住友
化学工業（株）の「スミカスーパー」のＥ４０００，Ｅ
５０００シリーズ、日本石油化学（株）の「ＦＣ１１
０、Ｇ４３０」、出光石油化学（株）の「３００Ｘ」、
東ソー（株）「ＨＡＧ−１４０」、デュポン（株）の
「ゼナイト」等があげられる。上記のほかにも、Dartco
社の「ザイダー」、Hoechst Celanese社の「ベクト
ラ」、三菱化学（株）の「ノバキュレート」、ユニチカ
の「ロットラン」、上野製薬（株）の「ＵＥＮＯＬＣ
Ｐ」、東レの「シベラス」等も使用可能である。

【００４４】〈特性と寸法安定性〉ＬＰＣは自己強化特
性を持っているともに、薄肉化するほど単位断面積当た
りの機械特性（強度や弾性率）が向上する。これは成型
品の表面に樹脂が非常に強く配向したスキン層が形成さ
れるためである。

【００４５】従って、ＬＣＰにて射出成型された部品の
表面を切削加工等によって除去すると、全体の機械的強
度は通常の結晶性樹脂並みに低下するので注意が必要で
ある。またＬＣＰは、分子結合がポリエステル結合であ
るので、吸水率が小さいためスぺーサ形成後、パネル化
前の間の、環境変化による寸法変化も小さくスぺーサ付
きパネルの工程途中の保管が楽である。

【００４６】沿面耐圧は１０ｋＶ／ｍｍと高く、高圧が
印加されるパネル内では、放電防止に効果がある。

【００４７】以下に製造方法の図を用いて詳細に説明す
る。

【００４８】〈射出成形加工〉ＬＣＰは、溶融粘度の温
度依存性、剪断速度依存性がそれぞれ他のエンプラに比
較して大きいため、射出条件下に於いてはきわめて低粘
度となり、優れた薄肉流動性を示す。

【００４９】ＬＣＰは汎用の射出成型機を用いる事によ
り、成型が可能である。図４（ａ）は実際の射出成型機
の様子を示す図であり、７はプランジャー、１−０は射
出成形材料であるＬＣＰであり、８はトーピードー、９
はヒーター、１０は加熱シリンダー、１１はノズル、１
２はスプルー、金型Ａ，Ｂから成っている。５は前述の
リアプレートである。このような構成において、ホッパ
ー内の材料のＬＣＰ１−０を加熱シリンダー１０内でヒ
ーター９により加熱溶融し、プランジャー７で閉じた金
型Ａ及びＢ内部に射出し、成型するのである。金型Ａ，
Ｂは常に温度調節されており、金型Ａ，Ｂの材料１−０
を固化させるのである。

【００５０】以下に成型条件を示す。

【００５１】（１）予備乾燥吸水率が極めて低いため、長時間の乾燥や特殊なホッパ
ドライアは不要である。但し、スぺーサ１−１の肉厚が
高精細用に薄くなった場合には、金型Ａ，Ｂ内部を成型
時の安定性、品質管理上１３０〜１５０℃で３時間以上
乾燥することが望ましい。

【００５２】（２）成型温度本実施形態では高流動性が要求されるので、ノズルの温
度を若干高めに設定する。またシリンダー１０の後部の
温度を１０〜２０℃低めに設定することも、流動性に効
果がある。

【００５３】（３）金型温度個化速度が速いため、物性に対する金型温度の影響はほ
とんど認められない。但し、スぺーサは薄肉の製品を成
型する事になるので、金型温度は高めの１６０〜１９０
℃に設定した。

【００５４】（４）射出圧力と温度ＬＣＰは溶融温度が低いために、通常のエンプラに比べ
低い圧力で成型が可能である。本実施形態では射出圧力
として３２０ｋｇ／ｃｍ² と言う低い射出圧力で成型し
た。

【００５５】（５）射出速度溶融樹脂温度は、溶融粘度や、剪断速度に大きく影響を
及ぼすので成型ストロークのほぼ１００％に近い充填速
度にあり、本実施形態では０.３秒の充填時間に設定し
た。充填速度が小さくなれば粘度は著しく増加し、樹脂
の流れはすぐに停止して個化してしまう。従って、スト
ロークの９５〜９８％にわたって高射出速度を取り、次
いでストロークの終わりに低い（５０〜７５％減）速度
を取ると、細長い部分の充填がバリを発生させずに行う
ことが出来た。

【００５６】さてこのようにして、ノズル１１からスプ
ルー１２を通り金型Ａに射出されたＬＣＰは、図４
（ａ）に示すように、図５（ａ）の注入溝１４の底にあ
る、注入穴１５を通り、ついで図５（ｂ）の金型Ｂの注
入穴１６を通り、スぺーサ１−１用のキャビティー１７
に導かれる。

【００５７】次いで、金型Ｂ内のＬＣＰが硬化した後
に、図４（ｂ）に示すように、まず型Ａを矢印の方向へ
引き上げることにより、キャビティー内のＬＣＰと型Ａ
内のＬＣＰを分離、切断する。ついで図４（ｃ）に示す
ように、更に矢印方向に金型を持ち上げることで、型Ａ
内のＬＣＰは除去されスぺーサ１−１はリアプレート５
に残ることになる。図２，図４に示すように、スぺーサ
１−１の下部の形状でアンカー効果を持たせ、スぺーサ
１−１をリアプレート５に強固に固定させ、金型Ｂを抜
いた時に、リアプレート５から脱落するのを防止してい
る。しかし、ＬＣＰとリアプレート５の接着力は強固な
ので、特にアンカー効果を持たせる構成にしなくても良
い。この場合、上配線部にスぺーサ１−１の為の孔を穿
つ必要が無くなるので、工程が簡略化出来る効果もあ
る。

【００５８】図６（ａ）には、リアプレート５に立った
ＬＣＰのスぺーサ１−１をパネルにした場合の断面を示
した。図６（ａ）は、リアプレート５に射出成形された
スぺーサ１−１と支持枠６とフェースプレート２とから
構成された断面図を示している。図６（ｂ）は前記パネ
ルを上から見た図を示してある。この図からもわかるよ
うに、短時間に多数のスぺーサ１−１をリアプレート５
に立てることが可能となった。

【００５９】このように流動性の良いＬＣＰを射出成型
による製造方法に使うことで、スぺーサ１−１のリブが
薄く、高さの高い物が容易に多量に生産されるようにな
った。同時にスぺーサ１−１とリアプレート５の垂直だ
けを正確に出しておけば、スぺーサ１−１をリアプレー
ト５に垂直に立てる精度は他の方法に比べて、格段に改
善された。更には、この様な方法で製造されたスぺーサ
１−１を表面伝導型電子放出素子等の冷陰極型電子放出
素子を用いた表示装置に使用することで、ハンドリング
が楽になり、組み立て性能が格段に向上するという効果
も出てくる。その結果、工程の短縮化、製造コストのダ
ウンが可能になると云う効果も発生した。

【００６０】また、ＬＣＰのスペーサは、沿面耐圧も高
いことから、パネル内部の放電防止にも効果が大きく、
ＬＣＰとすることにより、放電を防止することが可能に
なった。

【００６１】さらに、ＬＣＰの真空における、放出ガス
レートは１.３×１０^-5Ｐａｌ（リットル）／ｃｍ² ｓ
ｅｃ以下で非常に小さく、表示装置の寿命を伸ばす効果
も認められた。

【００６２】また、スぺーサ１−１はリアプレート５で
はなくフェースプレート２側に射出成型してもよい。こ
の場合は、射出時の熱経歴がリアプレート５に及ばない
ので、電子源の単品不良が低減する効果もある。

【００６３】［実施形態２］図７（ａ）は、水平方向か
らＬＣＰを射出にて注入する方法を示している。なお、
各構成部材の符号が図４（ａ）と同一符号の場合は同一
機能を有している。本実施形態では、横方向一個所から
ＬＣＰを注入する場合を示し、スぺーサ１−２の形状は
図８に示すように各部分が一体化した形状になるが、Ｌ
ＣＰは流動性が良いので、この様な注入方法も可能であ
る。次いで図７（ｂ）に示すように金型１８を矢印の方
法へ移動した後、注入部ＬＣＰ１−２−１をカッター等
で除去するのである。その様子を図７（ｃ）に示す。

【００６４】このスぺーサ１−２をパネルに入れた場合
の断面図を図９（ａ）に、正面図を図９（ｂ）に示す。
図において、当該画像形成装置はリアプレート５と射出
成形されたスペーサ１−２と支持枠６とフェースプレー
ト２とからなる例を示している。

【００６５】この場合は、縦横のスぺーサ１−２の高さ
に凹凸を有して異なるように作ってあるので、パネル内
部を真空に引く場合も一様に引くことが出来る。また縦
と横のスぺーサ１−２がつながっているので、縦だけ又
は横だけの場合に比べて強度が向上し、スぺーサ１−２
の総断面積も、少なくて済むという効果もある。更に
は、横方向から注入した場合、ＬＣＰの流れ方向の線膨
張係数は０.８×１０^-5／℃とリヤプレート５（青板ガ
ラス）と同等である。これはパネルが各種の熱工程を経
ても、リヤプレート５とスぺーサ１−２がずれたり、浮
いたりしないことを示しており、パネルの収率アップに
大いに貢献している。

【００６６】また、図１０（ａ）の断面図と図１０
（ｂ）の正面図に示すように、スぺーサ１−２をパネル
全面に配置するのではなく、上記ＬＣＰの射出工程を一
枚のリヤプレート５に対して数回にわたり行うことも可
能である。これは、配線の位置精度は、小さい領域では
出るのであるが、パネルが大版化（４０インチ等）した
時には、位置精度の誤差が積み重なるのである。従っ
て、パネルの、端と端ではどうしても配線の位置精度は
出なくなるのである。この様な時に、狭い範囲で数回に
わたり、大気圧を支える量のスぺーサを、リアプレート
上にインジェクションで成型すれば、配線の上にぴった
りと重なったスぺーサを作ることが出来るのである。

【００６７】［実施形態３］図１１はスぺーサが一本ず
つ独立して成型した場合を示している。図１１（ａ）は
断面図、図１１（ｂ）は正面図である。この場合、スぺ
ーサ１−３同士の間隙は大きくなるので、パネル内部に
真空に引く場合、ひきやすくなる。又、スぺーサ１−３
が二次電子によってチャージアップして、電子線からの
電子が曲げられるような場合でも、板状のスぺーサに比
べその影響は格段に少なくなり、ほとんど気にならない
レベルになる。またこの場合、スぺーサ１−３の成型は
上部から垂直方向にＬＣＰが注入されることになり、実
施形態１による射出成形機を用いることができる。この
場合、スぺーサ１−３の流れ直角方向の線膨張係数は
２．２×１０^-5／℃であるが、スぺーサ１−３の設置面
積が少ないので、リヤプレート５に対する熱工程中での
ずれ、はがれは発生しないと言う効果もある。

【００６８】［実施形態４］図１２（ａ）はＬＣＰを形
成したスぺーサ１−４の上部に突起を残し、それに対抗
するフェースプレート２の部分に溝を穿ったものであ
る。この様な構成にすることで、スぺーサ１−４及びリ
アプレート５に対する位置出しがより容易になる。ま
た、スぺーサ１−４をフェースプレート２の穿ち部に挿
入しているので、パネル化後、製品完成後も含めて振
動、衝撃に強くなり、少々乱暴な取り扱いがなされて
も、パネル内部でスぺーサーがずれたり、倒れたりする
ことが無くなった。また、フェースプレートは溝を穿つ
のではなく、印刷等で突起部１９を作り図１２（ｂ）の
ようにスぺーサ１−４を保持する構成にしても効果は同
じように得ることが出来る。更に突起部１９はＬＣＰで
作ってもよい。

【００６９】なお、上記実施形態では、それぞれ特定の
形状ののスペーサ例を示したが、その他射出成型される
形状としては、例えば図１３（ａ）（ｂ）にスペーサ基
体に各電子源又は複数の電子源に対応して、マトリクス
状やライン状に空隙を設けてもよく、適宜設定し得る。
スペーサの利用は、表示装置が大型化するに従って効果
が顕著になる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスぺーサ
を用いることで以下のような効果がある。

【００７１】（１）スぺーサ材として、スぺーサ材料
に、ＬＣＰを使うことで、耐熱性が得られるので、フリ
ット工程や、ベーキングの工程に十分耐えられるように
なった。またＬＣＰの真空における、放出ガスレートは
１.３×１０^-5Ｐａｌ／ｃｍ² ｓｅｃ以下で非常に小さ
く、表示装置の寿命を伸ばす効果も認められた。

【００７２】（２）製法として、射出成型法による製造
方法を行うことで、スぺーサの幅が薄く、高さの高い物
が容易に安いコストで多量に生産されるようになった。

【００７３】（３）表示装置として、表示装置として
は、この様な方法で製造されたスぺーサーを表面伝導型
電子放出素子等の冷陰極型電子放出素子を用いた表示装
置に使用することで、ハンドリングが楽になり、組み立
て性能が格段に向上すると言う効果も出てくる。その結
果、工程の短縮化、製造コストのダウンが可能になると
云う効果も発生した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１の表示装置を示す斜視
図である。

【図２】本発明による実施形態１の表示装置の構成を示
す断面図である。

【図３】本発明による実施形態１の蛍光体の構成を示す
図である。

【図４】本発明による実施形態の射出成型法を示す断面
図である。

【図５】本発明による実施形態の射出成型法に用いる部
材の平面図である。

【図６】本発明による実施形態の射出成型法を示す断面
図と平面図である。

【図７】本発明による実施形態の射出成型法を示す断面
図である。

【図８】本発明による実施形態の射出成型法により成形
された平面図である。

【図９】本発明による実施形態の射出成型法により成形
された断面図と平面図である。

【図１０】本発明による実施形態の射出成型法により成
形された断面図と平面図である。

【図１１】本発明による実施形態の射出成型法により成
形された断面図と平面図である。

【図１２】本発明による実施形態を示す断面図である。

【図１３】本発明に用いられ得るスペーサの形状の概観
図である。

【図１４】従来例の表示装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１スぺーサー２フェースプレート３表面伝導型電子放出素子５リアプレート６側壁７プランジャー８トーピード９ヒーター１０加熱シリンダー１１ノズル１２スプルー１３ヒーター１４注入溝１５注入穴１６注入穴１７キャビティー１８金型１９突起部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェースプレートとリアプレートとから
成る真空容器内に備える大気圧に抗するスペーサにおい
て、射出成型にて前記フェースプレート又は前記リアプレー
トに直接成形されることを特徴とするスペーサ。
【請求項２】前記スぺーサが溶融液晶ポリマーから成
ることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ。
【請求項３】前記スペーサは前記フェースプレート又
は前記リアプレートを穿った位置に前記射出成型により
テーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１
又は２に記載のスペーサ。
【請求項４】前記スぺーサは前記リアプレートを穿っ
た位置に前記射出成型によりテーパー状に形成され、前
記フェースプレートの穿ち部分に挿入される突起を有し
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載のスペーサ。
【請求項５】内部が真空の外周器内に、複数の冷陰極
型電子放出素子を形成した基板と、該電子放出素子から
放出される電子線の照射により画像形成する画像形成部
材と、該外周器を支持するためのスペーサとを備える表
示装置において、前記スペーサが射出成型にて前記基板又は前記画像形成
部材に直接形成され、且つ前記スペーサが溶融液晶ポリ
マーから成ることを特徴とする表示装置。
【請求項６】前記冷陰極型電子放出素子が表面伝導型
電子放出素子であることを特徴とする請求項５に記載の
表示装置。
【請求項７】請求項５又は６に記載の表示装置におい
て、前記冷陰極型電子放出素子の電極は行方向配線と列
方向配線に接続され、前記スペーサは前記行方向配線又
は前記列方向配線上に射出成型されることを特徴とする
表示装置。
【請求項８】フェースプレートとリアプレートとから
成る真空容器内に具備される大気圧に抗するスペーサの
製造方法において、前記リアプレートを乾燥し、射出成型機のノズルの温度
を射出される溶融液晶ポリマーを収納するシリンダーの
温度より高めに設定し、前記リアプレート上の金型に前
記溶融液晶ポリマーを前記シリンダーの全ストローク中
９５〜９８％を高射出速度で射出し、つぎに前記全スト
ローク中の残余を低射出速度で射出することを特徴とす
るスペーサの製造方法。
【請求項９】前記射出成型機のノズルはリアプレート
の平面サイドに配置され、射出成型後金型を除去した後
に前記ノズルからの注入部の前記液晶ポリマーを切断す
ることを特徴とする請求項８に記載のスペーサの製造方
法。
【請求項１０】前記スペーサは平板状又は円柱形状で
あることを特徴とする請求項８に記載のスペーサの製造
方法。
【請求項１１】前記リアプレート上には電子放出素子
が形成され、前記電子放出素子の電極は行方向配線と列
方向配線に接続され、前記スペーサは前記行方向配線又
は前記列方向配線上に射出成型されることを特徴とする
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のスペーサの製
造方法。