JP3999922B2

JP3999922B2 - Protruded substrate and flat display

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Publication number: JP3999922B2
Application number: JP2000092468A
Authority: JP
Inventors: 雅史加藤; 一雄和多田; 康人村元; 尉彦西岡; 清浩逆瀬川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001283721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面型ディスプレイとして好適な突起付基板および平面型ディスプレイパネルに関するものであり、特にディスプレイ内部の不純ガスを容易に低減できる平面型ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、ブラウン管に代わるディスプレイとしてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、プラズマアドレス液晶パネル（ＰＡＬＣ）、やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等の平面型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
上記平面型ディスプレイの具体的な構造は、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）では、一対の平行平板とスペーサにより仕切られた複数のセル内に一対の放電電極を設けるとともに特定気圧の希ガスを封入し、前記電極間に電圧を印加して放電させて前記希ガスをプラズマ化し、これを一方の平板表面に被着形成された蛍光体に作用させて発光させるものである。また、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）では、一対の平行平板を有する真空容器内の一方の平板側に電子放出素子を設けるとともに、他方の平板表面に蛍光体を被着形成して、該蛍光体に前記電子放出素子から放出された電子ビームを衝突させて発光させるものである。
【０００４】
かかる平面型ディスプレイにおいては、上記のようにディスプレイ内に６×１０^-4Ｐａ程度の希ガスを封入したり、１０^-3〜１０^-4Ｐａ程度の真空状態とする必要があり、また、製造工程においてディスプレイ端部に設けられた排気口を通じてディスプレイ内部を真空排気することが行われており、これによってディスプレイ内部と外部との間に気圧差が生じて前記一対の平行平板にたわみが生じて平板間の距離が部分的に変化することを防止するために前記一対の平板間の所定位置にスペーサを配設することが行われている。
【０００５】
一方、上記真空排気によってもディスプレイ内部の前記平板やスペーサ表面には吸着水や残留炭素等に起因する水蒸気や二酸化炭素等の不純ガスが残存し、これがディスプレイの排気口を封止した後にディスプレイ内に浮遊してプラズマや電子ビームの挙動に悪影響を及ぼす結果、発光効率が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、上述した真空排気の後に前記排気口からアジ化バリウム等の無機化合物や、ＢａＡｌ４、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｓｒ−Ａｌ合金、Ｚｒ−Ａｌ合金等のタブレット、いわゆるゲッターをディスプレイ端部のチップ管等の排気管内に入れて加熱、活性化処理することにより、前記ゲッターの金属が一部揮散してに不純ガスを吸着することにより、ディスプレイ内の不純ガスを低減する方法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ゲッターを用いた平面型ディスプレイの不純ガス除去方法では、該ゲッターがディスプレイの端部に配設されるために、不純ガスがゲッター位置まで拡散、到達するのに時間がかかり、また、その軌道中に存在する平板やスペーサ等の他の表面部に再度吸着することによって、不純ガスのゲッターへの吸着効率が悪く、不純ガスの除去効果が不十分であるという問題があった。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、平面型ディスプレイにおいて、ディスプレイ内部に浮遊する不純ガス量を容易に低減でき、かつ容易に作製できる平面型ディスプレイおよびそれに好適な突起付基板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点に鑑みて本発明は、前記課題について検討した結果、突起の表面をガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有し、ゲッターの代替として機能するために、ペレット状のゲッターを別途設ける必要がなく、前記金属が効率よく不純ガスを吸着できるために、ディスプレイ内部に浮遊する不純ガス量を容易に低減、除去できるとともに容易に作製できることを知見した。
【００１０】
すなわち本発明は、基板表面に、複数の突起を配設してなり、該突起の表面が、ガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンを分散して含有することを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記突起の表面の気孔率が１〜２５％であること、前記突起の表面の体積固有抵抗値が１×１０⁷〜１×１０¹³Ωであること、前記突起全体がガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の平面型ディスプレイは、所定間隔離間して平行に形成された２枚の基板間に複数の突起を配設したものであって、前記突起の表面が、ガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の平面型ディスプレイの一例であるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと略す）についての概略断面図である図１を基に説明する。
図１において、ＦＥＤ１は、所定間隔離間して平行に形成された背面板２と正面板３との２枚の基板間の所定の位置にスペーサ４が配設されている。
【００１４】
背面板２は、石英ガラス、ソーダライムガラス、低ソーダガラス、鉛アルカリケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス基板、アルミナ、シリカ等のセラミック基板、Ｓｉ基板等が使用可能であるが、特にナトリウムおよび鉛成分の少ない低ソーダガラスが望ましい。
【００１５】
一方、前面板３は、石英ガラス、ソーダライムガラス、低ソーダガラス、鉛アルカリケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス基板、サファイア、クォーツ、単結晶ジルコニア、ダイヤモンド等を主体とする透明な基板にて形成されている。
【００１６】
スペーサ４は、リブ状、格子状、柱状、枠状等からなり、例えば、リブ状である場合には、所定間隔離間して平行に形成されることが望ましい。
【００１７】
また、スペーサ４は、ガラスおよび／またはセラミックス、例えば、鉛ガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、アルカリケイ酸系ガラス、ビスマス系ガラス（Ｂｉ−Ｂ₂Ｏ₃）等公知のガラスが用いられるが、機械的強度、絶縁基板との接着性、材質の長期化学的安定性の点で、鉛ガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、ビスマス系ガラス（Ｂｉ−Ｂ₂Ｏ₃）であることが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、図２の突起４の表面部の構造についての模式図に示すように、突起４表面は、ガラスおよび／またはセラミックスを主体とするマトリックス７中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有することが大きな特徴であり、これによって、突起４表面にある金属８が不純ガスを吸着、反応してＦＥＤ１内に浮遊する不純ガス量を低減することができる。
【００１９】
なお、本発明によれば、不純ガスの発生部と金属８との距離が近いために不純ガスが容易に金属８に吸着または結合でき、不純ガスがディスプレイ内に浮遊することを防止できる。
【００２０】
ここで、金属８の不純ガス吸着の活性点を増すとともに、スペーサ４の強度を維持するためには、スペーサ４の気孔率が１〜２５％、望ましくは１０〜２５％、特に１５〜２０％の気孔６が存在することが望ましい。
【００２１】
また、上記金属８としては、特に不純ガスとの吸着性の点で亜鉛、アルミニウムを含有することが望ましく、また、開気孔６ａの気孔径は、スペーサの強度向上および表面に露出する金属の面積を増して不純ガスを吸着するための活性点を増加させるために、１〜２０μｍであることが望ましい。
【００２２】
なお、本発明によれば、金属８を突起４に強固に結合させるために、突起４表面のみでなく突起４全体がガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有することが望ましい。
【００２３】
さらに、本発明によれば、上記金属のうち、シリコン、亜鉛、錫、銅、アルミニウム、チタン、鉄の群から選ばれる少なくとも１種を原料中に添加し、その一部を酸化、膨張させることにより、スペーサ４の焼結による体積収縮を抑制することができ、スペーサ４の厚み２００μｍ以下、特に１００μｍ以下、高さ５００μｍ以上、特に１０００μｍ以上の場合であってもスペーサ４が焼成により収縮して変形、剥離することなく微細なスペーサを形成でき、かつスペーサ間のピッチが５ｍｍ以下、特に０．４〜５ｍｍ、さらに０．４〜１ｍｍ以下の微細ピッチのスペーサを形成可能である。
【００２４】
上記金属の中でも、上記金属としてシリコン、亜鉛、錫、銅、特にシリコンが、導電性付与効果、酸化開始温度、金属の酸化による体積膨張率の増加率の点で好適である。
【００２５】
なお、スペーサ４の厚みは、強度および小型化、ディスプレイの輝度の向上の点で１００〜２００μｍ、スペーサ４の高さは、後述する電子放出素子１０と蛍光体１３との間で高電界による短絡放電を生じず、蛍光体１３に到達する電子線密度を所望量に制御する点で５００〜４０００μｍであることが望ましい。
【００２６】
また、上記金属が酸化により形成された酸化物のうち、例えばＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＣｕＯ等によって、スペーサ４の体積固有抵抗を１×１０⁷〜１×１０¹³Ωに制御して導電性を付与することもでき、これによって、後述する電子放出素子１０から放出された電子がその軌道の近傍に配設されたスペーサ４表面に衝突してスペーサ４表面が帯電することを防止でき、その後放出された電子の軌道が帯電したスペーサ４によってずれて正面板３に到達する電子量が低下し、発光輝度が低下することを防止できる。
【００２７】
また、スペーサ４内には、所望により、セラミックフィラーとして、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ、ＳｉＯ₂、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等が用いられ、前記ガラス歪点の調整して、焼成持のスペーサの変形を防止する効果、スペーサ４の熱膨張係数の制御、着色等の作用をなす。
【００２８】
さらに、背面板２または正面板３とスペーサ４との間は、スペーサ４の焼成によって強固に接合され、一体化している。
【００２９】
なお、製造工程で、上記一体化した背面板２または正面板３とスペーサ４とを再度加熱、冷却する場合においてもスペーサ４がクラック等の欠陥を生成しないために、スペーサ４の１５〜４５０℃における平均熱膨張係数が７〜９ｐｐｍ／℃、特に７．５〜８．２ｐｐｍ／℃であることが望ましい。
【００３０】
一方、背面板２の表面には、電子放出素子１０が形成されている。電子放出素子１０の具体的な構造は、例えば、所定間隔離間して平行に配設された複数本のライン状の正電極層および負電極層が交差するように形成され、正電極層および負電極層の交点に絶縁体を介装するＭＩＭ型構造や、正電極層と負電極層とを絶縁層間を介在させて所定間隔離間させる表面電導型、正電極層と負電極層との間に絶縁体を介装し正電極層および絶縁体を所定の位置にて一部切り欠くとともに該切り欠き部にて突起状の絶縁体を配設した電界放出型等が好適に使用できる。
【００３１】
上記正電極層および負電極層としては、銀、アルミニウム、ニッケル、白金、金、パラジウムの群から選ばれる少なくとも１種の金属または合金や、アモルファスシリコン、ポリシリコン、グラファイト等を用いることができ、また、絶縁体としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｄの群から選ばれる少なくとも１種の酸化物や窒化物等の化合物を主体とするものが好適に使用できる。
【００３２】
また、背面板２と電子放出素子１０との間には電子放出素子１０への不純物の拡散を防止するためにシリカや窒化ケイ素等からなる拡散防止層１１が形成されている。
【００３３】
他方、正面板３のスペーサ４形成側の表面には、蛍光体１３が被着形成されている。蛍光体１３は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の少なくとも３色のいずれかを発光する少なくとも３種類の蛍光体１３を１組として複数組が規則的に配列しており、各蛍光体１３と対向する位置にそれぞれ前記電子放出素子１０が形成され、電子放出素子１０から電子ビームを放出して対向する位置の蛍光体１３に該電子ビームを衝突させることによって蛍光体１３を発光させる。
【００３４】
また、図１によれば、正面板３と蛍光体１３との間には、電子放出素子１０から蛍光体１３に向かって放出される電子ビームを加速するため透明なＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）膜１４が形成されているが、本発明はこれに限られるものではなく、前記電子ビームを加速するためおよび蛍光体１３の散乱した発光を反射して発光輝度を高めるために、ＩＴＯ膜に代えて正面板３表面に形成した蛍光体１３表面に、例えば１００〜３００ｎｍのアルミニウム、銀、ニッケル、白金等の金属箔等の金属層からなるメタルバック（図示せず）を被着形成することが望ましい。
【００３５】
さらに、正面板３の蛍光体１３を形成した表面側の蛍光体１３形成部以外の部分には、ＦＥＤ１における色のにじみを防止して表示画面のコントラストを高めシャープな画像を得るために、例えば、鉄、ニッケル、銅、マンガン等の酸化物と低融点ガラスとの混合物や金属クロム、グラファイト等からなる黒色または暗色のブラックマトリックス１６が被着形成される。
【００３６】
また、背面板２および正面板３との外周部には枠体１７を配設し、フリットガラス等の接着剤によって背面板２および正面板３と枠体１７が接着され、封止されることによってＦＥＤ１を作製することができる。さらに、背面板２の端部にはＦＥＤ１中を真空とするためのガス排気口１８が設けられており、ガス排気口１８にてＦＥＤ内が真空封止されている。
【００３７】
なお、図１によれば、スペーサ４は蛍光体１３のＲ、Ｇ、Ｂの３つを１組として各組毎に配設されているが、本発明はこれに限られるものではなく、各蛍光体１３毎に配設されていてもよく、また前記蛍光体１３の複数組毎に配設されていてもよい。
【００３８】
また、本発明は図１に示すＦＥＤ１に限定されるものではなく、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やプラズマアドレス液晶パネル（ＰＡＬＣ）等のディスプレイ内を真空もしくは所定気圧のガスにて封止した平面型ディスプレイについてはいずれも好適に適応できる。
【００３９】
（製造方法）
次に、本発明の突起付基板を作製する方法について説明する。
【００４０】
まず、上述した材料からなる背面板を作製し、所定形状にカットし、背面板の一方の表面にスパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法、蒸着法、ＭＢＥ法等によって拡散防止層を被着形成した後、その表面にフォトリソグラフィー法等により電子放出素子の電極を、マスク等を施し、スパッタリング法、蒸着法、イオンビーム法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等の公知の薄膜形成法によって電子放出素子の絶縁体を形成して電子放出素子を形成する。
【００４１】
一方、平均粒径０．５〜６μｍのガラス粉末に対して、少なくともシリコン、および、所望により、例えば、平均粒径０．３〜３μｍのＴｉＯ₂等セラミックフィラー、アクリル系等のバインダ、可塑剤、分散剤等の有機樹脂、有機溶剤とを添加、混練してペーストを作製する。
【００４２】
なお、前記金属粉末は、球状、不定形状、中空状、フレーク状等の粉末状または繊維状等の形状からなり、平均粒径０．５〜６μｍ、特に１．０〜３．０μｍであることが焼結体中に金属を残存させる点、および金属粉末の比表面積を高め、ゲッターとして活性な表面積を増すとともに金属の酸化による体積膨張効果を促進する点で望ましい。
【００４３】
そして、該ペーストを用いて前述の背面板の表面に、例えば、厚み１００〜２００μｍ、高さ５００〜４０００μｍスペーサ用成形体をピッチ４００μｍ以上にて複数本作製する。
【００４４】
具体的な方法としては、（ａ）前記ペーストを複数回印刷塗布してスペーサ用成形体を形成する方法、（ｂ）ゴム、金属、セラミックス等からなる成形型内に前記スペーサ用ペーストを充填し、前記成形型を絶縁性基板上に当接した後、該成形型を抜き取る方法、（ｃ）絶縁性基板表面に前記ペーストを用いて所望の厚みのシートを形成し、該シートの表面にスペーサ形状の溝が形成された剛性の高い平板状の成形型を配置して押圧した後、該成形型を抜きとる方法、（ｄ）前記シート表面にスペーサ形状の溝が形成された剛性が高いロール状の成形型を配置し、押圧しながら回転移動させ、スペーサ用成形体を形成する方法、（ｅ）サンドブラスト法、（ｆ）スペーサを別途形成し、加工してガラスフリット等の接着剤により背面板の所定の位置に接着する方法等が使用可能である。
【００４５】
上記スペーサ用成形体の形成方法としては、特に高さ１０００μｍ以上の高いスペーサを容易に形成できるとともに、スペーサの気孔率を所定の範囲内とするために方法（ｂ）、または上記以外の方法として、前記基板表面に樹脂層を形成してスペーサ形状の突起が形成された上記成形型にて、押圧、離型して溝を形成した後、該溝内に上述したスペーサ形成用のスラリーを充填して硬化し、前記樹脂層を除去する方法が望ましい。
【００４６】
この後、スペーサ用成形体が形成された基板を、例えば、４５０〜５００℃で焼成することによって背面板とスペーサとを一体化させた突起付基板を作製する。
【００４７】
上記焼成を大気や酸素等の酸化性雰囲気下にて行えば、スペーサ用成形体中のガラスは焼結して収縮するが、前記金属が表面より酸化して体積膨張することにより、全体としてスペーサ用成形体の焼成収縮が抑制され、寸法変化率の小さいスペーサを作製することができ、変形や絶縁基板からの剥離のない寸法精度の高いスペーサを形成することができる。
【００４８】
また、この場合には、スペーサ表面の金属酸化物を再度金属に還元するために、上記焼成後、還元雰囲気中、例えば３５０〜５００℃にて還元処理を施すことが望ましい。なお、例えば金属Ｓｉは、大気中での酸化温度が約４５０℃である。
【００４９】
上記以外にスペーサ表面に特定の金属を分散させる方法としては、特定の金属イオンまたは粉末を含有する溶液を作製し、該溶液中に上述のスペーサを浸漬して引き上げた後、スペーサを乾燥し、所望により熱処理することも可能である。
【００５０】
さらに、スペーサ表面に特定の金属を分散させる他の方法としては、スペーサ表面にプラズマや電子ビーム等を照射してエッチングすることにより金属表面の酸化被膜を除去し、不純ガスとの吸着活性の高い金属をスペーサ表面に露出させることも可能である。なお、上記方法のうち、製造の容易性の点でスペーサを形成するための原料中に上述の金属を添加することが望ましい。
【００５１】
また、前記金属の添加量は、焼成収縮抑制効果の点、前述のスペーサ用ペーストの分散性を向上させる点、およびスペーサの強度向上の点で、ガラス粉末１００重量部に対して、５〜５０重量部、特に２０〜４０重量部であることが望ましい。
【００５２】
一方、上述した材料からなる正面板を作製し、所定形状に加工した後、正面板の一方の表面にスクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷法等の印刷法、ロールコータ法等のペースト塗布法や蒸着法等によりＩＴＯ膜を被着形成した後、所定形状のブラックマトリックスをフォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷法により被着形成する。
【００５３】
次に、上記正面板のブラックマトリックスによって囲まれた領域の所定の位置にフォトリソグラフィ法や、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法、インクジェット法等により蛍光体ペーストを被着形成する。また、上記ＩＴＯ膜を形成しない場合には、所望により、正面板表面に樹脂ペーストを用いてフォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法にて樹脂層を形成した後、所定の位置に蒸着法等によってメタルバックを被着形成し、さらにメタルバック表面に樹脂層を形成する。
【００５４】
さらに、蛍光体ペースト、または該ペーストおよび樹脂層を４００〜６００℃、特に４５０〜５００℃で熱処理して蛍光体中の有機物成分および樹脂層を揮散、除去することにより正面板を形成する。
【００５５】
他方、背面板および正面板の外周に配設して、ディスプレイ内部を封止するための枠体を作製する。
【００５６】
そして、背面板の外周部に枠体を配置してフリットガラス等の接着剤により貼り合わせた後、該枠体の頂部、および上述のスペーサを焼結一体化した背面板のスペーサ頂部にフリットガラス等の接着剤を塗布し、正面板の蛍光体形成面を前記スペーサの頂部が前記蛍光体形成部以外の所定の位置に配設されるように位置合わせして貼り合わせる。
【００５７】
さらに、背面板の端部には予めディスプレイ内部とのガスをやり取りするためのガス排気口を形成しておき、外部のガス排気管と接続する。そして、前記枠体に設けられたガス排気管に真空ポンプを接続してパネル内を１０^-4〜１０^-2Ｐａに真空減圧しながら４００〜５００℃に加熱して、接着剤を正面板、背面板および枠体間で固着させて、ガス排気口を封止することに本発明の平面型ディスプレイを作製することができる。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）
歪点が４１０℃のＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の低融点ガラス１００重量部に対して、セラミックフィラーとしてＴｉＯ₂を３０重量部添加し、さらに、表１に示す金属粉末を上記ガラス粉末１００重量部に対して表１に示す割合で添加し、ジルコニアボールを用いたボールミルにて、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）中で１８時間湿式混合を行った。
【００５９】
そして、得られた混合粉体１００重量部に対して、バインダ、重合開始剤、分散剤を合量で４２重量部となるように添加し、カルビトール溶剤中で混粘しぺーストを作製し、シリコーンゴム型に前記ペーストを充填して十分に脱泡した後、厚さ２ｍｍで４０ｍｍ×４０ｍｍのホウケイ酸ガラス製の絶縁基板表面に当接して、真空封止し、１１０℃で３０分間熱処理を行い、シリコーンゴム型を抜き取ることによりスペーサ用成形体を形成した。
【００６０】
得られた成形体は、レーザー変位計（キーエンス社製ＬＣ−２４４０／２４００）を用いて成形体スペーサの厚みと高さの測定を行い、測定精度内でシリコーンゴム型と同サイズであることを確認した。
【００６１】
なお、前記シリコーンゴム型は、深さ（スペーサの高さ）１２００μｍ、幅（スペーサの厚み）２００μｍ、ピッチ（スペーサ間ピッチ）が８００μｍの複数の溝部を有するものを使用した。
【００６２】
さらに、該成形体を大気中で、４６０℃、１５分間焼成した後、窒素ガス中で、４５０℃、３０分間加熱処理を行い、上記と同様にレーザー変位計にてスペーサの高さを測定し、スペーサ用成形体の高さに対するスペーサの高さに対する比率（（スペーサの高さ／スペーサ用成形体の高さ）×１００（％））を寸法変化率として算出した。
【００６３】
得られた試料について、顕微鏡を用いてスペーサの形成状態を確認した。スペーサの一部を切り出し、その表面についてＳＥＭ観察を行いルーゼックス画像解析法によってスペーサ表面の気孔率を測定した。また、スペーサ表面についてＸ線回折測定を行い、添加した金属の残存の有無を確認した。
【００６４】
さらに、上記スペーサを焼結一体化した背面板のスペーサ頂部に他の平板を載置し、スペーサ高さ方向に両基板を圧縮する力を負荷して、スペーサが破断する荷重Ｆを測定し、スペーサの総断面積Ｓに対する圧力Ｐ（Ｆ／Ｓ）をスペーサ強度として算出した。また、スペーサの一部について絶縁計にて体積固有抵抗値（表では抵抗と記載）を測定した。
【００６５】
一方、厚さ２ｍｍで４０ｍｍ×４０ｍｍのホウケイ酸ガラス製の他の絶縁基板および厚さ１．２ｍｍ、外周４０ｍｍ×４０ｍｍ、肉厚５ｍｍの枠状でガス排気口を設けた枠体を準備した。
【００６６】
そして、上記スペーサを焼結一体化した背面板の外周部にガラスフリットを介して枠体を貼り合わせ、さらにスペーサ頂部に該枠体の背面板貼り合わせ面とは反対の面およびスペーサの頂部にガラスフリットを塗布して上記他の絶縁基板を貼り合わせた後、背面板に形成したガス排気口にガス排気口を取りつけ、これを真空ポンプを接続して疑似パネル内に設けた真空計が１．３×１０^-4Ｐａの真空状態となるように真空引きしながら、５００℃に加熱して背面板、枠体および他の絶縁基板間を固着、封止した疑似パネルを作製した。
【００６７】
そして、疑似パネル内の１時間後の気圧をパネル内の真空計にて測定し初期値に対する変化率を測定した。結果は表１に示した。
【００６８】
（比較例）
実施例１の試料Ｎｏ．６に対して、大気中での焼成後、非酸化雰囲気中での焼成を行わない以外は、実施例１の試料Ｎｏ．６と同様に疑似パネルを作製し、同様に評価した（試料Ｎｏ．１５）。
【００６９】
【表１】

【００７０】
表１から、特定の金属を添加しない試料Ｎｏ．１では、寸法変化率が大きくスペーサ内にクラックが発生し、またスペーサが基板から剥離してパネル内を真空にすることができなかった。また、スペーサ表面に特定金属が析出しない試料Ｎｏ．１５では、真空変化率が１２００％と高いものであった。
【００７１】
これに対して、本発明に従い特定の金属をスペーサ表面に分散させた試料Ｎｏ．２〜１４では、いずれも真空変化率が３０％以下と低いものであった。
【００７２】
（実施例２）
実施例１のガラス粉末１００重量部に対して、セラミックフィラーとしてＴｉＯ₂を３０重量部添加し、さらに、金属シリコン粉末を上記ガラス粉末１００重量部に対して３０重量部添加して実施例１と同様にペーストを作製し、板状に成形した後、実施例１と同様に焼成して幅０．２ｍｍ×長さ３０ｍｍ×高さ１．２ｍｍのスペーサ形状に切り出し、実施例１の絶縁基板の所定の位置にガラスフリットを用いてピッチ５ｍｍの間隔で接着する以外は実施例１と同様に疑似パネルを作製し、同様に真空変化率を測定した結果、真空変化率２９％と低いものであり、不純ガス吸着効果があることを確認した。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明の突起付基板および平面型ディスプレイによれば、突起として、その表面をガラスおよび／またはセラミックスを含有するマトリックス中に、金属として少なくともシリコンが分散して含有する突起の表面を形成することによって、上記特定の金属がゲッターの代替として機能するために、ペレット状のゲッターを別途設ける必要がなく、前記金属が効率よく不純ガスを吸着できるために、ディスプレイ内部に浮遊する不純ガス量を容易に低減、除去できるとともに容易に作製できる。
【００７４】
また、スペーサ表面に所定の気孔を存在させることにより上記特定金属の露出面積を高めることができ、不純ガスを効率よく低減、除去できる。
【００７５】
さらに、スペーサに導電性を付与することができ、スペーサ表面での帯電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平面型ディスプレイの一例であるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の突起付基板における突起表面の構成を説明するための概念図である。
【符号の説明】
１フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）
２背面板
３正面板
４スペーサ
６気孔
６ａ開気孔
７マトリックス
８金属
１０電子放出素子
１１拡散防止層
１３蛍光体
１４ＩＴＯ膜
１６ブラックマトリックス
１７枠体
１８ガス排気口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate with a projection and a flat display panel suitable as a flat display, and more particularly to a flat display capable of easily reducing impure gas inside the display.
[0002]
[Prior art]
In recent years, flat displays such as a plasma display panel (PDP), a plasma addressed liquid crystal panel (PALC), a field emission display (FED) and the like have been developed as an alternative to a cathode ray tube.
[0003]
The specific structure of the flat display is, for example, a plasma display panel (PDP), in which a pair of discharge electrodes are provided in a plurality of cells partitioned by a pair of parallel plates and spacers, and a rare gas at a specific pressure is enclosed. In addition, a voltage is applied between the electrodes and discharged to turn the rare gas into plasma, which is made to act on a phosphor deposited on one plate surface to emit light. In a field emission display (FED), an electron-emitting device is provided on one plate side in a vacuum vessel having a pair of parallel plates, and a phosphor is deposited on the other plate surface. The electron beam emitted from the electron-emitting device is collided to emit light.
[0004]
In such a flat display, it is necessary to enclose a rare gas of about 6 × 10 ⁻⁴ Pa in the display as described above, or to make a vacuum state of about 10 ⁻³ to 10 ⁻⁴ Pa. In the process, the inside of the display is evacuated through an exhaust port provided at the end of the display, which causes a difference in atmospheric pressure between the inside and outside of the display and causes the pair of parallel plates to bend. In order to prevent the distance between the flat plates from partially changing, a spacer is disposed at a predetermined position between the pair of flat plates.
[0005]
On the other hand, impure gas such as water vapor or carbon dioxide due to adsorbed water or residual carbon remains on the flat plate or spacer surface inside the display even after the vacuum exhaust, and after this seals the exhaust outlet of the display, As a result, the luminous efficiency of the plasma and electron beam is adversely affected, resulting in a decrease in luminous efficiency.
[0006]
Therefore, after the vacuum evacuation described above, a tablet such as an inorganic compound such as barium azide, BaAl4, Mg-Al alloy, Sr-Al alloy, Zr-Al alloy, or so-called getter is inserted into the tip tube of the display end from the exhaust port. A method of reducing impure gas in a display by adsorbing impure gas after the getter metal is partially volatilized by heating and activation treatment in an exhaust pipe or the like is known.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the impure gas removal method of the flat display using the getter, since the getter is disposed at the end of the display, it takes time for the impure gas to diffuse and reach the getter position. By adsorbing again on other surface portions such as flat plates and spacers existing in the orbit, there is a problem that the impure efficiency of impure gas to the getter is poor and the effect of removing the impure gas is insufficient.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems. In a flat display, a flat display that can easily reduce the amount of impure gas floating inside the display and can be easily manufactured, and a substrate with protrusions suitable for the flat display are provided. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present invention has studied the above problems, and as a result, at least silicon as a metal is dispersed in a matrix containing glass and / or ceramics, and functions as a getter substitute. Therefore, it is not necessary to provide a separate pellet-shaped getter, and since the metal can adsorb the impure gas efficiently, it has been found that the amount of impure gas floating inside the display can be easily reduced, removed and easily manufactured. .
[0010]
That is, the present invention is characterized in that a plurality of protrusions are provided on the substrate surface, and the surface of the protrusions contains at least silicon as a metal dispersed in a matrix containing glass and / or ceramics. And
[0011]
Here, the porosity of the surface of the protrusion is 1 to 25%, the volume specific resistance value of the surface of the protrusion is 1 × 10 ⁷ to 1 × 10 ¹³ Ω, and the entire protrusion is made of glass and / or Alternatively, it is desirable that at least silicon is dispersed and contained as a metal in the ceramic-containing matrix.
[0012]
Further, the flat display of the present invention has a plurality of protrusions disposed between two substrates formed in parallel at a predetermined interval, and the surface of the protrusions is made of glass and / or ceramics. In the contained matrix, at least silicon is dispersed and contained as a metal.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An explanation will be given based on FIG. 1 which is a schematic sectional view of a field emission display (hereinafter abbreviated as FED) which is an example of the flat display of the present invention.
In FIG. 1, the FED 1 is provided with a spacer 4 at a predetermined position between two substrates of a back plate 2 and a front plate 3 that are formed in parallel at a predetermined interval.
[0014]
As the back plate 2, a glass substrate such as quartz glass, soda lime glass, low soda glass, lead alkali silicate glass, borosilicate glass, ceramic substrate such as alumina or silica, Si substrate, etc. can be used. And low soda glass with low lead content is desirable.
[0015]
On the other hand, the front plate 3 is a transparent substrate mainly composed of glass substrate such as quartz glass, soda lime glass, low soda glass, lead alkali silicate glass, borosilicate glass, sapphire, quartz, single crystal zirconia, diamond or the like. Is formed.
[0016]
The spacer 4 is formed in a rib shape, a lattice shape, a column shape, a frame shape, or the like. For example, in the case of a rib shape, it is desirable that the spacer 4 be formed in parallel with a predetermined interval.
[0017]
The spacer 4 is made of glass and / or ceramics, for example, known glass such as lead glass (PbO—B ₂ O ₃ —SiO ₂ ), alkali silicate glass, bismuth glass (Bi—B ₂ O ₃ ). Although used, lead glass (PbO—B ₂ O ₃ —SiO ₂ ), bismuth-based glass (Bi—B ₂ O ₃ ) in terms of mechanical strength, adhesion to an insulating substrate, and long-term chemical stability of the material. ) Is desirable.
[0018]
According to the present invention, as shown in the schematic view of the structure of the surface portion of the protrusion 4 in FIG. 2, the surface of the protrusion 4 is dispersed at least as a metal in a matrix 7 mainly composed of glass and / or ceramics. Therefore, the metal 8 on the surface of the protrusion 4 adsorbs and reacts with the impure gas, and the amount of the impure gas floating in the FED 1 can be reduced.
[0019]
According to the present invention, since the impure gas generating portion and the metal 8 are close to each other, the impure gas can be easily adsorbed or bonded to the metal 8, and the impure gas can be prevented from floating in the display.
[0020]
Here, in order to increase the active point of the impurity gas adsorption of the metal 8 and maintain the strength of the spacer 4, the porosity of the spacer 4 is 1 to 25%, preferably 10 to 25%, particularly 15 to 20%. It is desirable that the pores 6 exist.
[0021]
The metal 8 preferably contains zinc and aluminum particularly in terms of adsorptivity with impure gas. The pore diameter of the open pores 6a is such that the strength of the spacer is improved and the area of the metal exposed on the surface. In order to increase the active point for adsorbing impure gas by increasing the thickness, it is desirable that the thickness is 1 to 20 μm.
[0022]
According to the present invention, in order to firmly bond the metal 8 to the protrusion 4, not only the surface of the protrusion 4 but also the entire protrusion 4 is dispersed at least as a metal in a matrix containing glass and / or ceramics. It is desirable to contain.
[0023]
Furthermore, according to the present invention, at least one selected from the group consisting of silicon, zinc, tin, copper, aluminum, titanium, and iron is added to the raw material, and a part thereof is oxidized and expanded. Thus, the volume shrinkage due to the sintering of the spacer 4 can be suppressed, and even when the spacer 4 has a thickness of 200 μm or less, particularly 100 μm or less, and a height of 500 μm or more, particularly 1000 μm or more, the spacer 4 is shrunk by firing. Fine spacers can be formed without deformation and peeling, and spacers with a fine pitch of 5 mm or less, particularly 0.4 to 5 mm, and further 0.4 to 1 mm or less can be formed.
[0024]
Among the metals described above, silicon, zinc, tin, copper, and particularly silicon are preferable as the metal in terms of conductivity imparting effect, oxidation start temperature, and rate of increase in volume expansion due to metal oxidation.
[0025]
The spacer 4 has a thickness of 100 to 200 μm from the viewpoint of strength and downsizing and an improvement in display brightness, and the height of the spacer 4 is a short circuit due to a high electric field between the electron-emitting device 10 and the phosphor 13 described later. In view of controlling the electron beam density reaching the phosphor 13 to a desired amount without causing discharge, it is preferably 500 to 4000 μm.
[0026]
In addition, among the oxides formed by oxidation of the metal, for example, SnO ₂ , ZnO, CuO or the like controls the volume specific resistance of the spacer 4 to 1 × 10 ⁷ to 1 × 10 ¹³ Ω to impart conductivity. Accordingly, it is possible to prevent the electrons emitted from the electron-emitting device 10 to be described later from colliding with the surface of the spacer 4 disposed in the vicinity of the orbit and charging the surface of the spacer 4, and then emitted. Further, it is possible to prevent the amount of electrons reaching the front plate 3 from being shifted by the charged spacers 4 due to the charged electron trajectory, thereby reducing the light emission luminance.
[0027]
Further, in the spacer 4, TiO ₂ , ZrO ₂ , ZnO, SiO ₂ , BN, Al ₂ O _3, or the like is used as a ceramic filler, if desired. The effect of preventing the deformation of the spacer 4, the control of the thermal expansion coefficient of the spacer 4, the coloring, etc.
[0028]
Further, the back plate 2 or the front plate 3 and the spacer 4 are firmly joined and integrated by firing the spacer 4.
[0029]
In the manufacturing process, even when the integrated back plate 2 or front plate 3 and the spacer 4 are heated and cooled again, the spacer 4 does not generate defects such as cracks. It is desirable that the average coefficient of thermal expansion at 7 to 9 ppm / ° C., particularly 7.5 to 8.2 ppm / ° C.
[0030]
On the other hand, an electron-emitting device 10 is formed on the surface of the back plate 2. The specific structure of the electron-emitting device 10 is, for example, formed such that a plurality of line-shaped positive electrode layers and negative electrode layers arranged in parallel with a predetermined distance therebetween intersect, and the positive electrode layer and the negative electrode layer An MIM type structure in which an insulator is interposed at the intersection of electrode layers, a surface conductive type in which a positive electrode layer and a negative electrode layer are separated by a predetermined distance with an insulating layer interposed therebetween, and between a positive electrode layer and a negative electrode layer A field emission type or the like in which an insulator is interposed and the positive electrode layer and the insulator are partially cut out at a predetermined position and a protruding insulator is provided at the cutout portion can be suitably used.
[0031]
As the positive electrode layer and the negative electrode layer, at least one metal or alloy selected from the group of silver, aluminum, nickel, platinum, gold, palladium, amorphous silicon, polysilicon, graphite, and the like can be used. Moreover, as an insulator, what mainly has at least 1 sort (s) of oxides, nitrides, etc. selected from the group of Si, Ti, Ga, W, Al, and Pd can be used conveniently.
[0032]
Further, a diffusion prevention layer 11 made of silica, silicon nitride, or the like is formed between the back plate 2 and the electron emitter 10 in order to prevent diffusion of impurities into the electron emitter 10.
[0033]
On the other hand, a phosphor 13 is deposited on the surface of the front plate 3 on the spacer 4 formation side. A plurality of sets of phosphors 13 are regularly arranged with at least three types of phosphors 13 emitting at least one of red (R), green (G), and blue (B) as one set, The electron-emitting devices 10 are formed at positions facing the respective phosphors 13, and an electron beam is emitted from the electron-emitting devices 10 to cause the phosphor 13 to collide with the phosphors 13 at the facing positions. Make it emit light.
[0034]
Further, according to FIG. 1, transparent ITO (indium-tin oxide) is interposed between the front plate 3 and the phosphor 13 in order to accelerate the electron beam emitted from the electron-emitting device 10 toward the phosphor 13. ) The film 14 is formed, but the present invention is not limited to this. In order to accelerate the electron beam and to reflect the scattered light emitted from the phosphor 13 to increase the light emission luminance, the ITO film is formed. Instead, a metal back (not shown) made of a metal layer such as a metal foil of 100 to 300 nm of aluminum, silver, nickel, platinum or the like is deposited on the surface of the phosphor 13 formed on the surface of the front plate 3. Is desirable.
[0035]
Further, in order to prevent color bleeding in the FED 1 and increase the contrast of the display screen in a portion other than the surface side phosphor 13 forming portion on which the phosphor 13 of the front plate 3 is formed, for example, a sharp image is obtained. A black or dark black matrix 16 made of a mixture of an oxide such as iron, nickel, copper, manganese and a low-melting glass or metallic chromium, graphite or the like is deposited.
[0036]
Further, a frame body 17 is disposed on the outer peripheral portion of the back plate 2 and the front plate 3, and the back plate 2, the front plate 3 and the frame body 17 are bonded and sealed with an adhesive such as frit glass. The FED 1 can be manufactured. Furthermore, a gas exhaust port 18 for evacuating the inside of the FED 1 is provided at the end of the back plate 2, and the inside of the FED is vacuum-sealed at the gas exhaust port 18.
[0037]
According to FIG. 1, the spacers 4 are arranged for each of the three groups of R, G, and B of the phosphor 13, but the present invention is not limited to this, It may be arranged for each phosphor 13 or may be arranged for each of a plurality of sets of the phosphors 13.
[0038]
Further, the present invention is not limited to the FED 1 shown in FIG. 1, and is a flat surface in which a display such as a plasma display panel (PDP) or a plasma address liquid crystal panel (PALC) is sealed with a vacuum or a gas at a predetermined atmospheric pressure. Any type display can be suitably applied.
[0039]
(Production method)
Next, a method for producing the substrate with protrusions of the present invention will be described.
[0040]
First, a back plate made of the above-described material is prepared, cut into a predetermined shape, and a diffusion prevention layer is formed on one surface of the back plate by sputtering, CVD, ion beam, vapor deposition, MBE, etc. After that, the surface of the electron-emitting device is masked by a photolithography method or the like on the surface, and the electron-emitting device is formed by a known thin film forming method such as a sputtering method, a vapor deposition method, an ion beam method, a CVD method, or an MBE method. An insulator is formed to form an electron-emitting device.
[0041]
On the other hand, with respect to glass powder having an average particle size of 0.5 to 6 μm, at least silicon, and, if desired, for example, a ceramic filler such as TiO ₂ having an average particle size of 0.3 to 3 μm, an acrylic binder, and a plasticizer Then, an organic resin such as a dispersant and an organic solvent are added and kneaded to prepare a paste.
[0042]
The metal powder has a spherical shape, an indefinite shape, a hollow shape, a powder shape such as a flake shape, or a fiber shape, and has an average particle size of 0.5 to 6 μm, particularly 1.0 to 3.0 μm. Is desirable in that the metal remains in the sintered body and the specific surface area of the metal powder is increased, the surface area active as a getter is increased, and the volume expansion effect by oxidation of the metal is promoted.
[0043]
And using this paste, on the surface of the above-mentioned back plate, for example, a plurality of spacer compacts having a thickness of 100 to 200 μm and a height of 500 to 4000 μm are produced at a pitch of 400 μm or more.
[0044]
Specifically, (a) a method of forming the spacer molding by printing and applying the paste a plurality of times, and (b) filling the spacer paste in a molding die made of rubber, metal, ceramics, or the like. A method of pulling out the mold after the mold is brought into contact with the insulating substrate, (c) forming a sheet having a desired thickness on the surface of the insulating substrate using the paste, and forming a spacer on the surface of the sheet A method of removing a mold after placing and pressing a highly rigid flat plate-shaped mold having a groove in the shape, and (d) a roll having a high rigidity in which a spacer-shaped groove is formed on the surface of the sheet A method of forming a molded product for spacer by placing and rotating the mold while pressing, (e) Sand blasting method, (f) Separately forming and processing the spacer with an adhesive such as glass frit Predetermined face plate A method in which adhesion to the position is available.
[0045]
As a method for forming the spacer molded body, a method (b) or a method other than the above can be used in order to easily form a spacer having a height of 1000 μm or more and make the porosity of the spacer within a predetermined range. After forming the groove by pressing and releasing with the above-mentioned mold in which the resin layer is formed on the substrate surface and the spacer-shaped protrusion is formed, the above-described slurry for forming the spacer is filled in the groove Then, a method of curing and removing the resin layer is desirable.
[0046]
Then, the board | substrate with a protrusion which integrated the backplate and the spacer is produced by baking the board | substrate with which the molded object for spacers was formed, for example at 450-500 degreeC.
[0047]
If the firing is performed in an oxidizing atmosphere such as air or oxygen, the glass in the spacer molding is sintered and shrinks, but the metal is oxidized from the surface and expands in volume. As a result, it is possible to produce a spacer with a small dimensional change rate, and to form a spacer with high dimensional accuracy without deformation or peeling from the insulating substrate.
[0048]
In this case, in order to reduce the metal oxide on the spacer surface back to a metal, it is desirable to perform a reduction treatment in a reducing atmosphere, for example, at 350 to 500 ° C. after the firing. For example, metal Si has an oxidation temperature of about 450 ° C. in the atmosphere.
[0049]
In addition to the above, as a method of dispersing a specific metal on the spacer surface, a solution containing a specific metal ion or powder is prepared, the spacer is dipped in the solution and pulled up, and then the spacer is dried. Heat treatment can be performed as desired.
[0050]
Furthermore, another method for dispersing a specific metal on the spacer surface is to remove the oxide film on the metal surface by irradiating the spacer surface with plasma, electron beam or the like, and to have a high adsorption activity with the impure gas. It is also possible to expose the metal to the spacer surface. Of the above methods, it is desirable to add the above-mentioned metal to the raw material for forming the spacer from the viewpoint of ease of production.
[0051]
Further, the amount of the metal added is 5 to 50 with respect to 100 parts by weight of the glass powder in terms of suppressing the firing shrinkage, improving the dispersibility of the spacer paste, and improving the strength of the spacer. It is desirable that the amount be 20 parts by weight, particularly 20-40 parts by weight.
[0052]
On the other hand, after producing a front plate made of the above-described material and processing it into a predetermined shape, a printing method such as a known printing method such as a screen printing method, a gravure printing method, an offset printing method, roll, etc. on one surface of the front plate After an ITO film is deposited by a paste application method such as a coater method or a vapor deposition method, a black matrix having a predetermined shape is applied by a known printing method such as a photolithography method, a screen printing method, a gravure printing method, or an offset printing method. It forms.
[0053]
Next, the phosphor paste is applied to a predetermined position of the area surrounded by the black matrix on the front plate by a photolithography method, a screen printing method, a gravure printing method, a printing method such as an offset printing method, an ink jet method or the like. Form. If the ITO film is not formed, a resin layer is formed on the front plate surface by a printing method such as a photolithography method, a screen printing method, a gravure printing method, and an offset printing method, if desired. Thereafter, a metal back is deposited on the predetermined position by vapor deposition or the like, and a resin layer is further formed on the metal back surface.
[0054]
Further, the phosphor paste or the paste and resin layer are heat-treated at 400 to 600 ° C., particularly 450 to 500 ° C., and the organic component and the resin layer in the phosphor are volatilized and removed to form a front plate.
[0055]
On the other hand, a frame for sealing the inside of the display is prepared by arranging the outer periphery of the back plate and the front plate.
[0056]
And after arrange | positioning a frame to the outer peripheral part of a backplate, and bonding together with adhesives, such as frit glass, it is frit glass on the top of this frame, and the spacer top of the backplate which integrated the above-mentioned spacer by sintering. The phosphor forming surface of the front plate is aligned and bonded so that the top of the spacer is disposed at a predetermined position other than the phosphor forming portion.
[0057]
Furthermore, a gas exhaust port for exchanging gas with the inside of the display is formed in advance at the end of the back plate, and connected to an external gas exhaust pipe. Then, a vacuum pump is connected to the gas exhaust pipe provided in the frame body, and the inside of the panel is heated to 400 to 500 ° C. while vacuum reducing the pressure to 10 ⁻⁴ to 10 ⁻² Pa. The flat display of the present invention can be manufactured by fixing between the back plate and the frame and sealing the gas exhaust port.
[0058]
【Example】
Example 1
30 parts by weight of TiO ₂ as a ceramic filler is added to 100 parts by weight of a PbO—B ₂ O ₃ —SiO ₂ low melting point glass having a strain point of 410 ° C., and the metal powder shown in Table 1 is added to the above glass. It added in the ratio shown in Table 1 with respect to 100 weight part of powders, and wet-mixed in IPA (isopropyl alcohol) for 18 hours with the ball mill using a zirconia ball.
[0059]
Then, to 100 parts by weight of the obtained mixed powder, a binder, a polymerization initiator, and a dispersing agent are added so that the total amount is 42 parts by weight, and mixed in a carbitol solvent to produce a paste. After filling the silicone rubber mold with the paste and sufficiently defoaming, it is in contact with the surface of an insulating substrate made of borosilicate glass having a thickness of 2 mm and 40 mm × 40 mm, vacuum-sealed, and heat-treated at 110 ° C. for 30 minutes The spacer molded body was formed by removing the silicone rubber mold.
[0060]
The obtained molded body was measured for the thickness and height of the molded body spacer using a laser displacement meter (LC-2440 / 2400, manufactured by Keyence Corporation), and was confirmed to be the same size as the silicone rubber mold within the measurement accuracy. confirmed.
[0061]
The silicone rubber mold used had a plurality of grooves having a depth (spacer height) of 1200 μm, a width (spacer thickness) of 200 μm, and a pitch (inter-spacer pitch) of 800 μm.
[0062]
Further, after the molded body was baked at 460 ° C. for 15 minutes in the air, it was heated in nitrogen gas at 450 ° C. for 30 minutes, and the height of the spacer was measured with a laser displacement meter in the same manner as described above. The ratio of the height of the spacer molding to the height of the spacer ((spacer height / height of the spacer molding) × 100 (%)) was calculated as the dimensional change rate.
[0063]
About the obtained sample, the formation state of the spacer was confirmed using the microscope. A part of the spacer was cut out, the surface thereof was observed with SEM, and the porosity of the spacer surface was measured by the Luzex image analysis method. Moreover, the X-ray diffraction measurement was performed about the spacer surface, and the presence or absence of the addition of the added metal was confirmed.
[0064]
Furthermore, another flat plate is placed on the top of the spacer of the back plate obtained by sintering and integrating the spacer, and a load F is applied to compress both substrates in the spacer height direction, and the load F at which the spacer breaks is measured. The pressure P (F / S) with respect to the total cross-sectional area S of the spacer was calculated as the spacer strength. Further, the volume specific resistance value (described as resistance in the table) was measured for a part of the spacer with an insulation meter.
[0065]
Meanwhile, another insulating substrate made of borosilicate glass having a thickness of 2 mm and 40 mm × 40 mm and a frame body having a thickness of 1.2 mm, an outer periphery of 40 mm × 40 mm, and a thickness of 5 mm and provided with gas exhaust ports were prepared.
[0066]
Then, a frame body is bonded to the outer peripheral portion of the back plate obtained by sintering and integrating the spacer via a glass frit, and further on the spacer top portion on the surface opposite to the back plate bonding surface of the frame body and the top portion of the spacer. After the glass frit is applied and the other insulating substrates are bonded together, the gas exhaust port is attached to the gas exhaust port formed on the back plate, and this is connected to a vacuum pump. While evacuating to a vacuum state of 3 × 10 ⁻⁴ Pa, the panel was heated to 500 ° C., and a back panel, a frame, and another insulating substrate were fixed and sealed to prepare a pseudo panel.
[0067]
Then, the atmospheric pressure after 1 hour in the pseudo panel was measured with a vacuum gauge in the panel, and the rate of change relative to the initial value was measured. The results are shown in Table 1.
[0068]
(Comparative example)
Sample No. 1 of Example 1 For sample No. 6 in Example 1, except that after firing in the air, firing in a non-oxidizing atmosphere is not performed. A pseudo panel was prepared in the same manner as in Example 6 and evaluated in the same manner (Sample No. 15).
[0069]
[Table 1]

[0070]
From Table 1, sample no. In No. 1, the dimensional change rate was large, cracks were generated in the spacers, and the spacers were peeled off from the substrate so that the interior of the panel could not be evacuated. Sample No. in which the specific metal does not deposit on the spacer surface is also shown. In No. 15, the vacuum change rate was as high as 1200%.
[0071]
On the other hand, according to the present invention, sample No. 1 in which a specific metal is dispersed on the spacer surface is used. In 2-14, the vacuum change rate was as low as 30% or less.
[0072]
(Example 2)
30 parts by weight of TiO ₂ as a ceramic filler is added to 100 parts by weight of the glass powder of Example 1, and 30 parts by weight of metal silicon powder is added to 100 parts by weight of the glass powder. Similarly, a paste was prepared and formed into a plate shape, and then fired in the same manner as in Example 1 and cut into a spacer shape having a width of 0.2 mm × length of 30 mm × height of 1.2 mm. A pseudo panel was prepared in the same manner as in Example 1 except that glass frit was used at predetermined positions and adhered at a pitch of 5 mm, and the vacuum change rate was measured in the same manner. As a result, the vacuum change rate was as low as 29%. It was confirmed that there was an impure gas adsorption effect.
[0073]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the substrate with protrusions and the flat display of the present invention, as protrusions, the surface of the protrusions containing at least silicon dispersed as a metal in a matrix containing glass and / or ceramics. Since the specific metal functions as a substitute for the getter by forming the surface, there is no need to provide a separate getter in the form of a pellet, and the metal can efficiently adsorb impure gas and float inside the display. The amount of impure gas can be easily reduced and removed, and can be easily manufactured.
[0074]
In addition, by providing predetermined pores on the spacer surface, the exposed area of the specific metal can be increased, and impure gas can be efficiently reduced and removed.
[0075]
Furthermore, conductivity can be imparted to the spacer, and charging on the spacer surface can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a field emission display (FED) which is an example of a flat display according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a configuration of a protrusion surface in a substrate with protrusions according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Field Emission Display (FED)
2 Back plate 3 Front plate 4 Spacer 6 Pore 6a Open pore 7 Matrix 8 Metal 10 Electron emission element 11 Diffusion prevention layer 13 Phosphor 14 ITO film 16 Black matrix 17 Frame 18 Gas exhaust port

Claims

The substrate surface, it was arranged a plurality of projections, the surface of the projection, in a matrix containing glass and / or ceramics, with projection board, characterized in that it contains dispersed at least silicon as a metal .

With projection substrate according to claim 1, wherein the porosity of the surface of the projections is 1 to 25%.

3. The substrate with protrusions according to claim 1, wherein a volume specific resistance value of a surface of the protrusion is 1 × 10 ⁷ to 1 × 10 ¹³ Ω.

The substrate with protrusions according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusions as a whole contain at least silicon as a metal in a matrix containing glass and / or ceramics.

A flat display in which a plurality of protrusions are disposed between two substrates formed in parallel and spaced apart by a predetermined distance, the surface of the protrusions being a metal in a matrix containing glass and / or ceramics A flat display comprising at least silicon dispersed .

The flat display according to claim 5, wherein the porosity of the surface of the protrusion is 1 to 25%.

The flat display according to claim 5 or 6, wherein a volume specific resistance value of a surface of the protrusion is 1 × 10 ⁷ to 1 × 10 ¹³ Ω.

The flat display according to any one of claims 5 to 7, wherein at least silicon as a metal is dispersed and contained in a matrix containing glass and / or ceramics as a whole.