JP2004071162A - Method of manufacturing spacer and spacer - Google Patents
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Abstract
【課題】量産性の高い加熱延伸法を応用しながらも、従来の方法とは異なる方法により、スペーサーの表層部分に帯電防止の為の電気抵抗が比較的低い部分を、より簡単に且つ良好な状態で形成することが可能となるスペーサーの製造方法及びスペーサーを提供すること。
【解決手段】縦横の寸法が異なる断面形状をなすガラス母材を延伸温度に加熱し延伸して所要の長さに切断することにより製造するスペーサーの製造方法において、ガラス母材を、ガラス母材の内層に配されたコアガラス材と、ガラス母材の表層部分のうち少なくとも断面長手方向に沿った外面を含む領域に配された所定の抵抗率の表面ガラス材とからなる複合構造とすることを特徴とするスペーサーの製造方法。
【選択図】 図1An object of the present invention is to apply a heat-stretching method having high mass productivity, and to apply a relatively low electric resistance portion for preventing static electricity to a surface layer portion of a spacer by a method different from the conventional method. To provide a spacer manufacturing method and a spacer which can be formed in a state.
A method of manufacturing a spacer by heating a glass base material having a cross-sectional shape having different vertical and horizontal dimensions to a drawing temperature, drawing the glass base material, and cutting the glass base material to a required length. A composite structure composed of a core glass material disposed in the inner layer of the glass base material and a surface glass material having a predetermined resistivity disposed in a region including an outer surface along at least a cross-sectional longitudinal direction in a surface layer portion of the glass base material. A method for producing a spacer, comprising:
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子・電気機器における一対の基板間に介在されて、該基板間を支持するスペーサーの製造方法およびスペーサーに関する。更に詳しくは、例えばパネル状ディスプレイの表裏一対の基板間に配置され、表面に帯電防止膜が形成されたスペーサーの製造方法およびスペーサーに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、表面伝導型の電子放出素子を基板上にマトリクス状に配置し、電子放出素子を気密に封入するように対向配置された基板上に設けられた蛍光体に放出電子を照射して画像を形成するパネル状ディスプレイの開発が進んでいる。
【0003】
このような、電子源が一対の基板間に気密に封入された電子線装置の基板間を支持するスペーサーの製造方法としては、断面長方形のガラス母材を、該ガラス母材を挟み込んだ送り出しローラーの回転により送り出す一方、送り出されたガラス母材を引き取りローラー間に挟んで、上記送り出しローラーの送り出し速度より速い引き取り速度で引き取ると共に、上記送り出しローラーと引き取りローラー間でガラス母材を加熱軟化させ、送り出しローラーの送り出し速度と引き取りローラーによる引き取り速度の速度差によって延伸し、ガラス母材と断面形状が相似形の延伸ガラス母材とし、これを切断して、所望の細さの細板状スペーサーとする加熱延伸法が知られている(特開2000−164129等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一方、このような電子線装置に用いられるスペーサーについては、電子源から放出された電子の一部がスペーサーに当たったり、放出電子の作用でイオン化したイオンがスペーサーに付着したりすることで帯電を引き起こす可能性が指摘されている。スペーサーが帯電すると、電子源から放出された電子の軌道が正確に制御できなくなり、例えば表示画像が歪むといった問題につながる。
【0005】
このような課題を解決するために、スペーサーの表面に、帯電電荷を速やかに外部に放出して帯電を防止するための電気抵抗が比較的低い部分である帯電防止膜を設けてスペーサーの帯電を防止する技術が特開昭57−118355号公報や、特開昭61−124031号公報などに開示されている。また、このような帯電防止膜を有するスペーサーをより少ない工程で効率的に製造するための技術として、上記加熱延伸法を応用し、加熱延伸を行いながらスペーサーの基材表面にスプレーにより導電性の材料を塗布していく方法が、特開2000−311605に開示されている。
【0006】
本発明の課題は、量産性の高い加熱延伸法を応用しながらも上記従来の方法とは異なる方法により、スペーサーの表面に帯電防止膜を、より簡単に且つ良好な状態で形成することが可能となるスペーサーの製造方法及びスペーサーを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の第1は、
表面に帯電防止膜が形成されたスペーサーを、縦横の寸法が異なる断面形状をなすガラス母材を延伸温度に加熱し延伸して所要の長さに切断することにより製造するスペーサーの製造方法において、
ガラス母材を、ガラス母材の内層に配されたコアガラス材と、ガラス母材の表層部分のうち少なくとも断面長手方向に沿った外面を含む領域に配された所定の抵抗率の表面ガラス材とからなる複合構造とすることを特徴とするスペーサーの製造方法である。
【0008】
本発明は、上記第1の発明において、
「コアガラス材の断面形状が長方形であり、表面ガラス材は、少なくともコアガラス材の断面長辺側の2面に宛われていること」、
「コアガラス材の断面長辺側の2面に宛われた表面ガラス材の抵抗率が、108〜1010Ω・cmであること」、
「表面ガラス材が、更にコアガラス材の断面短辺側の2面に宛われていること」、
「コアガラス材の断面短辺側の2面に宛われた表面ガラス材の抵抗率が、103〜104Ω・cmであること」、
をその好ましい態様として含むものである。
【0009】
ところで、一般にガラス材の延伸加工は、ガラス材の粘性が105〜1010dPa・sの範囲になるように加熱して行われる。
【0010】
上記従来の製造方法においても、ガラス母材の粘性が105〜1010dPa・sの範囲になるように加熱して延伸が行われるが、粘性を低めに設定して延伸、つまり加熱温度を高めにして延伸すると、図8に示されるように、得られる細板状スペーサーの断面長寸方向の両端部が丸味を帯びて膨らみやすくなる。このような膨れを生じると、得られた細板状スペーサーを、基板上に横長に立てて設置する場合に、基板との接触面が湾曲しているので、安定性が悪く、組み立て性が悪いと共に、支持強度も得にくくなる問題がある。
【0011】
また、粘性を高めに設定して延伸、つまり加熱温度を低めにして延伸すると、図9に示されるように、得られる細板状スペーサーの断面長寸方向の中間部がくびれやすくなる。このようなくびれを生じた場合、所期の強度が得られず、例えばパネル状ディスプレイの表裏一対の基板間に配置されるスペーサーとして用いた場合、一対の基板間は減圧状態となるため、必要な耐大気圧性が得られなくなる場合も生じる。
【0012】
上記膨れやくびれの発生原因は、縦横の寸法が異なる断面形状のガラス母材を加熱するときに、断面長手方向の両端部が中間部に比して加熱されやすいことにあると考えられる。例えば断面長方形のガラス母材で、その長手方向に沿った面を長手面、短手方向に沿った面を短手面とすると、断面長手方向の中間部は長手面からの熱で加熱されるのに対し、断面長手方向両端部は、長手面からと短手面からとの両方からの熱を受けて加熱されることになり、上記中間部に比して加熱されやすい。このため、ガラス母材の断面長手方向全体を所定の延伸しやすい粘性を有する状態にまで加熱しようとすると、上記両端部の加熱が過剰となり、粘性が低下して膨れの原因になると考えられる。また、この膨れを押さえるために加熱温度を下げると、上記中間部の加熱が不足し、中間部の粘性が高くなって、延伸時に応力が集中することでくびれの原因になると考えられる。
【0013】
これを解決するために本発明は、上記第1の発明において、
「ガラス母材を、コアガラス材と表面ガラス材の粘性が共に105〜1010dPa・sの範囲内でかつコアガラス材の粘性より表面ガラス材の粘性が高くなる延伸温度に加熱して延伸すること」、
をその好ましい態様として含むものである。
【0014】
また、本発明の第2は、
表面に帯電防止膜が形成された、縦横の寸法が異なる断面形状をなすスペーサーにおいて、
スペーサーの内層に配されたコアガラス材と、スペーサーの表層部分のうち少なくとも断面長手方向に沿った外面を含む帯電防止膜の領域に配された所定の抵抗率の表面ガラス材とが一体化された複合構造を有することを特徴とするスペーサーである。
【0015】
本発明は、上記第2の発明において、
「コアガラス材の断面形状が長方形であり、表面ガラス材は、少なくともコアガラス材の断面長辺側の2面に一体化されていること」、
「コアガラス材の断面長辺側の2面に一体化された表面ガラス材の抵抗率が、108〜1010Ω・cmであること」、
「表面ガラス材が、更にコアガラス材の断面短辺側の2面に一体化されていること」、
「コアガラス材の断面短辺側の2面に一体化された表面ガラス材の抵抗率が、103〜104Ω・cmであること」、
「コアガラス材と表面ガラス材とが、コアガラス材と表面ガラス材の粘性が共に105〜1010dPa・sの範囲内となる温度に加熱した時に、コアガラス材の粘性より表面ガラス材の粘性が高くなるガラス材であること」、
をその好ましい態様として含むものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るスペーサーの製造方法の一例を示す説明図、図2は図1に示されるガラス母材の部分拡大図、図3は図1の方法によって得られる本発明に係るスペーサーの拡大斜視図である。
【0017】
図1において、1はガラス母材で、このガラス母材1は、図2に拡大して示されるように、断面(ガラス母材1の延伸方向に対する直角方向の断面)長方形のコアガラス材2と、その断面長辺側の2面(断面長手方向に沿った面)に宛われてコアガラス材2を挟み込んだ板状の表面ガラス材3を、全体として断面が長方形となるように組み合わせたものとなっている。
【0018】
本例におけるガラス母材1の断面形状は長方形であるが、本発明はこのような断面形状のガラス母材1に限らず、縦横の寸法が異なる断面形状のガラス母材1、例えば断面形状が楕円形、台形などでも構わない。また、本明細書における長方形とは、4つのコーナーが直角に交わった形状の他、コーナーに面取り加工や丸味付(R加工)が施された形状をも含むものである。しかしながら、基板間を安定に支えるスペーサーを得るためにも、好ましい形態は断面が長方形のものである。
【0019】
上記コアガラス材2と表面ガラス材3の組み合わせは、押し付け合わせた状態、嵌め合わせた状態、接着した状態のいずれでも良い。本例においては、図1に示されるように、ガラス母材1の周囲をメカチャック4で締め付けることで、コアガラス材2と表面ガラス材3が相互に押し付け合わされた状態で組み合わされている。
【0020】
上記コアガラス材2を構成するガラスとしては、例えば元素ガラス、酸化物ガラス、フッ化物ガラス、塩化物ガラス、硫化物ガラスなどから用途に応じて選択することができる。これらのうち、加工性の点からは、酸化物ガラス(例えばケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラスなど)が好ましい。
【0021】
表面ガラス材3を構成するガラス材料には、スペーサーの表層部分がスペーサーと他の部材との接触部分から帯電電荷を適切に放電するのに十分な程度に低抵抗であり、且つ基板間においてスペーサーを通じて過剰に電流が流れない程度に高抵抗となるような抵抗率の材料を用いる。そのため、好ましくは抵抗率が、108〜1010Ω・cmの材料を用いることである。このような材料を得る方法としては、PbO等の金属酸化物の含有量を変化させる等、上記コアガラス材と組成を変えたガラス材を用いることにより抵抗率を制御する方法が好ましい方法としてあげられる。このような方法によれば、製品の設計に応じて抵抗値を制御し、スペーサーの帯電防止機能の調節も可能となる。
【0022】
通常、スペーサー8の厚みは0.05〜0.5mm程度で、この程度の厚みのスペーサー8としたときの表面ガラス材3の厚みは、0.5〜5μmであることが好ましい。つまり、前記ガラス母材1の厚み、ガラス母材1におけるコアガラス材2及び表面ガラス材3の厚みは、延伸後の厚みが上記範囲内となるものであることが好ましい。ガラス母材1における表面ガラス材3の厚みが大きすぎると、延伸加工が行いにくく、表面ガラス材3の厚みが小さすぎると、上記膨れの抑制効果が得にくくなる。また、表面ガラス材を帯電防止膜として機能させるために適切なシート抵抗とするためにも、スペーサー8としたときの表面ガラス材が上記の厚みであることが好ましい。
【0023】
図1に示される例においては、前記コアガラス材2と表面ガラス材3を組み合わせたガラス母材1を用い、このガラス母材1をメカチャック4で締め付け保持し、下部をヒーター6で加熱して延伸し、延伸した延伸ガラス母材1’の下部を引き取りローラー5間に挟み込む。この状態で、メカチャック4を徐々に下降させながら、引き取りローラー5を回転させ、メカチャック4の下降速度より速い引き取り速度で延伸ガラス母材1’を引き取ると共に、上記メカチャック4と引き取りローラー5間で、ヒーター6によりガラス母材1を延伸温度に加熱し軟化させる。すると、メカチャック4の下降速度と引き取りローラー5による引き取り速度の速度差によって、延伸温度に加熱されて軟化したガラス母材1が延伸されると共に、コアガラス材2と表面ガラス材3が一体化され、ガラス母材1と断面形状がほぼ相似形の延伸ガラス母材1’が連続して形成される。そして、冷却固化した状態で引き取りローラー5を通過した延伸ガラス母材1’をカッター7で切断することで、所望の細さの板状または柱状のスペーサー8(図3参照)とすることができる。
【0024】
このような本発明によれば、加熱延伸段階において特別な工程を付加することなく、ガラス母材の材料の組み合わせによって帯電防止膜の形成が可能となり、工程の簡単化がなされる。更には、メカチャック4の下降速度と引き取りローラー5による引き取り速度の速度差によりガラス母材とスペーサーとの相似形の比率を調節することで、膜厚を制御し、均一性高く良好な状態で帯電防止膜を形成することができる。
【0025】
上記ガラス母材1の延伸は、コアガラス材2と表面ガラス材3の粘性が共に105〜1010dPa・sの範囲内でかつコアガラス材2の粘性より表面ガラス材3の粘性が高くなる延伸温度に加熱して行うのが好ましい。延伸温度におけるコアガラス材2と表面ガラス材3の粘性が105〜1010dPa・sの範囲外である場合、ガラス母材1の延伸加工が困難となる。具体的な延伸温度は、コアガラス材2および表面ガラス材3の材質などによっても相違するが、一般的には500〜1000℃程度である。
【0026】
コアガラス材2と表面ガラス材3の粘性が共に105〜1010dPa・sの範囲内でかつコアガラス材2の粘性より表面ガラス材3の粘性が高くなる延伸温度に加熱しての延伸は、本発明におけるコアガラス材と表面ガラス材として、コアガラス材と表面ガラス材の粘性が共に105〜1010dPa・sの範囲内となる温度に加熱した時に、コアガラス材の粘性より表面ガラス材の粘性が高くなるガラス材をそれぞれ用いることで行うことができる。コアガラス材2と表面ガラス材3の粘性の調整は、コアガラス材2と表面ガラス材3の成分やその配合量の調整によって行うことができる。例えば、酸化物ガラスにおいては、含有されるアルカリ酸化物、酸化ホウ素、酸化鉛などの含有量を多くすること(少なくすること)で高温領域での粘性を下げる(上げる)ことができ、含有される酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの含有量を多く(少なく)することで、高温領域の粘性を上げる(下げる)ことができる。また、上記成分やその配合量の調整と、コアガラス材2と表面ガラス材3の加熱温度の調整を併用することもできる。加熱温度の調整は、例えばコアガラス材2の中心部に焦点を合わせたレンズや凹面鏡を介して赤外線を照射することにより加熱を行い、コアガラス材2を表面ガラス材3に比して高温に加熱することによって行うことができる。尚、延伸温度におけるコアガラス材2と表面ガラス材3の粘性の差は、膨れの抑制効果を得やすくする上で、0.1dPa・s以上であることが好ましい。
【0027】
このような粘性を考慮した延伸方法によると、図3に示すような、膨れ及びくびれのないスペーサー8を得ることができる。これは、上記延伸温度において、コアガラス材2の粘性より、このコアガラス材2の両長手面を覆っている表面ガラス材3の粘性が高いため、ガラス母材1の断面長手方向両端部のコアガラス材2の粘性が低くなりすぎても、これを覆う表面ガラス材3で膨れを抑制することができるためと考えられる。従って、コアガラス材2のみでガラス母材1を構成した場合には断面長手方向両端部に膨れを生じてしまう延伸温度に加熱しても、この膨れを生じることがなく、膨れもくびれもないスペーサー8を得ることができる。尚、この方法は、特にガラス母材の長手方向中間部と両端部の加熱状態に差を生じやすいことから、長手方向の寸法が短手方向の寸法の5倍以上となった断面形状のガラス母材1に対して有効である。
【0028】
また、スペーサーの形状安定性が良いことにより、さらなる別の効果も奏することとなる。この効果を、図6、図7を用いて説明する。図6はスペーサーが基板間を支持するように配置された状態を説明するための断面概念図、図7はスペーサーの基板との接合面に低抵抗膜を成膜する工程を説明するための概念図である。図6において、9は低抵抗膜、1000は基板、1001は基板上に配置された配線を表している。
【0029】
スペーサーの帯電防止のためには、図6に示すように、スペーサー8の表面に帯電防止膜(表面ガラス材3)を形成するだけでなく、電荷を外部に効率的に逃がすためにスペーサー8と基板1000や基板上に配置された配線1001との接合面に低抵抗膜9を設けておくことが好ましい。
【0030】
この低抵抗膜9を形成する方法はいろいろ考えられるが、多数のスペーサーに良質な低抵抗膜9を形成する方法として、図7に示すような方法が考えられている。即ち、スペーサー8を基板との接合面が露出する状態で多数束ね、この露出部分にスパッタ法等により金属等の低抵抗物質を成膜するというものである。
【0031】
ところが、形状安定性が悪く、例えば図8、図9のように歪んだ形状のスペーサーを束ねた場合、スペーサー間に隙間が生じ、これに成膜を施すと成膜物質が接合面以外の部分にまで回り込み、所定の低抵抗膜9を形成することができなくなってしまう。
【0032】
本発明の好ましい形態における方法で、形状安定性良くスペーサー8を形成しておけば、このような低抵抗膜9の成膜時の問題を回避することができ、良好な低抵抗膜9が得られることになる。
【0033】
図4はガラス母材の他の例を示す部分拡大図、図5は図4のガラス母材から得られる本発明に係るスペーサーを示す斜視図で、図1〜図3と同じ符号は同じ部材を示すものである。3’は断面長方形のコアガラス材2の断面短辺側に宛われた表面ガラス材を示している。
【0034】
本例におけるガラス母材1は、断面形状が長方形のコアガラス材2の断面短辺側にも表面ガラス材3’が宛われたものとなっている。このようにすると、得られるスペーサー8は短手面をも表面ガラス材で覆われたものとなり、短手面の平滑性が一層得やすくなる。また、本例においては、コアガラス材2の断面長辺側の表面ガラス材3と、断面短辺側の表面ガラス材3’を、含有成分の種類及び/又は配合量が異なる異種のガラス材で構成し、膨れ防止制御を緻密に行うこともできる。
【0035】
また、この図4に示したような形態においては、コアガラス材の断面短辺側の2面に宛われた表面ガラス材3’の抵抗率が、スペーサー8から基板1000等の他の部材への帯電電荷の放電が妨げられない程度に低抵抗であれば、該表面ガラス材3’を上記図6を用いて説明した低抵抗膜9として利用することもできる。好ましくは、表面ガラス材3’の抵抗率が103〜104Ω・cmであることである。なお、表面ガラス材3’の抵抗率の制御についても、上記表面ガラス材3と同様にガラス材料の組成変化による方法が好ましい方法として挙げられる。
【0036】
【実施例】
(実施例1)
スペーサー8を、図1に示されるようなメカチャック4と引き取りローラー5を用い、加熱したガラス母材1を延伸することで作成した。
【0037】
ガラス母材1としては、図2に示すような形態で、断面形状が4mm×48mmの長方形をなすコアガラス材2の断面長辺側の面にそれぞれ厚さ1mmで幅48mmの表面ガラス材3を宛ったもので、全体の断面積S1が288mm2(6mm×48mm)のものを用いた。材料としては、コアガラス材2には延伸時の加熱温度800℃における粘性106dPa・sを、表面ガラス材3には抵抗率109Ω・cm、延伸時の加熱温度800℃における粘性107.6dPa・sを用いた。
【0038】
上記ガラス母材1を、V1=5mm/minの速度でメカチャック4を降下させることにより送り出し、ヒーター6で約800℃に加熱し、ヒーター6付近に配置された引き取りローラー5にてV2=4500mm/minの速度で引き取ることで加熱延伸し、最後にカッター7にて長さが1000mmになるように切断した。得られたスペーサー8の断面積S2は0.32(0.2×1.6mm)mm2で、前述した部分的なくびれおよび膨出は見受けられなかった。
【0039】
また、切断後のスペーサー8の表面ガラス材3の部分のシート抵抗は1012Ω/□であった。
【0040】
(実施例2)
スペーサー8を、図1に示されるようなメカチャック4と引き取りローラー5を用い、加熱したガラス母材1を延伸することで作成した。
【0041】
ガラス母材1としては、図4に示すような形態で、断面形状が4mm×46mmの長方形をなすコアガラス材2の断面長辺側の面にそれぞれ厚さ1mmで幅46mmの表面ガラス材3、コアガラス材2の断面短辺側の面にそれぞれ厚さ1mmで幅6mmの表面ガラス材3’を宛ったもので、全体の断面積S1が288mm2(6mm×48mm)のものを用いた。材料としては、コアガラス材2には延伸時の加熱温度800℃における粘性106dPa・sを、表面ガラス材3、3’には抵抗率109Ω・cm、延伸時の加熱温度800℃における粘性107.6dPa・sを用いた。
【0042】
上記ガラス母材1を、V1=5mm/minの速度でメカチャック4を降下させることにより送り出し、ヒーター6で約800℃に加熱し、ヒーター6付近に配置された引き取りローラー5にてV2=4500mm/minの速度で引き取ることで加熱延伸し、最後にカッター7にて長さが1000mmになるように切断した。得られたスペーサー8の断面積S2は0.32(0.2×1.6mn)mm2で、前述した部分的なくびれおよび膨出は見受けられず、特に断面短辺側の平坦性は実施例1のスペーサーより優れていた。
【0043】
また、切断後のスペーサー8の表面ガラス材3、3’の部分のシート抵抗は1012Ω/□であった。
【0044】
(実施例3)(スパッタによる低抵抗膜作成)
本例は、実施例1、2において作製したスペーサーに上記図7を用いて説明したような方法により、10nm厚のTi膜、200nm厚のPt膜をこの順でどちらもスパッタにより成膜し、低抵抗膜を形成したものである。
【0045】
その結果、スペーサー8の表面ガラス材3の側への成膜材料の回り込みは見られず、所望の低抵抗膜が得られた。
【0046】
(実施例4)
本例は、コアガラス材2の断面短辺側の面に宛った表面ガラス材3’の材料を、抵抗率104Ω・cm、延伸時の加熱温度800℃における粘性107.6dPa・sとした点以外は実施例2と同様にしてスペーサーを作成した。
【0047】
本例において得られたスペーサーは、表面ガラス材3’の部分がシート抵抗103Ω/□となっており、低抵抗膜として十分機能するようになっていた。
【0048】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したとおりのものであり、加熱延伸法を応用して、スペーサーの表面に帯電防止膜を、より簡単に且つ良好な状態で形成することが可能となる。
【0049】
また、粘性を考慮した延伸方法により、膨れやくびれを防ぎ、形状安定性良く、強度的にも安定したスペーサーを容易に製造できる。
【0050】
更には、形状安定性が良いことにより、良質な低抵抗膜を、不要な部分への回り込み無く、所望の状態で形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスペーサーの製造方法の一例を示す説明図である。
【図2】図1に示されるガラス母材の部分拡大図である。
【図3】図1の方法によって得られる本発明に係るスペーサーの拡大斜視図である。
【図4】ガラス母材の他の例を示す部分拡大図である。
【図5】図4のガラス母材から得られる本発明に係るスペーサーを示す斜視図である。
【図6】スペーサーが基板間を支持するように配置された状態を説明するための断面概念図である。
【図7】スペーサーの基板との接合面に低抵抗膜を成膜する工程を説明するための概念図である。
【図8】膨れの発生状態の説明図である。
【図9】くびれの発生状態の説明図である。
【符号の説明】
1 ガラス母材
1’ 延伸ガラス母材
2 コアガラス材
3,3’ 表面ガラス材
4 メカチャック
5 引き取りローラー
6 ヒーター
7 カッター
8 スペーサー
9 低抵抗膜
1000 基板
1001 配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a spacer manufacturing method and a spacer interposed between a pair of substrates in an electronic / electric device and supporting the substrates. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a spacer having, for example, an antistatic film formed on a surface thereof, which is disposed between a pair of front and back substrates of a panel display, and a spacer.
[0002]
[Prior art]
In recent years, surface-conduction type electron-emitting devices are arranged in a matrix on a substrate, and emitted electrons are radiated to phosphors provided on a substrate facing each other so as to hermetically seal the electron-emitting devices to form an image. The development of a panel-shaped display to be formed is in progress.
[0003]
Such a method of manufacturing a spacer for supporting a space between substrates of an electron beam apparatus in which an electron source is hermetically sealed between a pair of substrates includes a glass base material having a rectangular cross section, and a delivery roller sandwiching the glass base material. On the other hand, the glass base material that has been sent out is sandwiched between the take-up rollers, and the glass base material is heated and softened between the feed-out roller and the take-up roller. Stretched by the difference in speed between the feed speed of the feed roller and the take-up speed of the take-off roller to form a stretched glass base material having a similar cross-sectional shape to the glass base material. There is known a heat stretching method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164129).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, the spacer used in such an electron beam device is charged by a part of the electrons emitted from the electron source hitting the spacer, or the ions ionized by the action of the emitted electrons adhere to the spacer. It is pointed out that it may cause it. When the spacer is charged, the trajectory of the electrons emitted from the electron source cannot be accurately controlled, which leads to a problem that a displayed image is distorted, for example.
[0005]
In order to solve such a problem, an antistatic film is provided on the surface of the spacer, which is a portion having a relatively low electric resistance to quickly release the charged charges to the outside and prevent the charging, thereby reducing the charging of the spacer. Techniques for preventing this are disclosed in JP-A-57-118355, JP-A-61-124031, and the like. In addition, as a technique for efficiently manufacturing a spacer having such an antistatic film in a smaller number of steps, the above-described heating and stretching method is applied, and a conductive material is sprayed on the base material surface of the spacer while performing heating and stretching. A method of applying the material is disclosed in JP-A-2000-31605.
[0006]
An object of the present invention is to form an antistatic film on the surface of a spacer more easily and in a good state by a method different from the above-mentioned conventional method, while applying a heat-drawing method having high mass productivity. And a spacer manufacturing method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
A spacer having a surface on which an antistatic film is formed, in a method of manufacturing a spacer manufactured by heating and stretching a glass base material having a cross-sectional shape having different vertical and horizontal dimensions to a stretching temperature and cutting to a required length,
A glass base material, a core glass material disposed in an inner layer of the glass base material, and a surface glass material having a predetermined resistivity disposed in a region including at least an outer surface along a cross-sectional longitudinal direction in a surface layer portion of the glass base material. And a composite structure comprising:
[0008]
The present invention provides, in the above first invention,
“The cross-sectional shape of the core glass material is rectangular, and the surface glass material is addressed to at least two surfaces on the long side of the cross-section of the core glass material.”
"The resistivity of the surface glass material addressed to the two surfaces on the longer side of the cross section of the core glass material is 10 8 to 10 10 Ω · cm."
"The surface glass material is further addressed to two surfaces on the short side of the cross section of the core glass material."
“The resistivity of the surface glass material addressed to the two surfaces on the short side of the cross section of the core glass material is 10 3 to 10 4 Ω · cm”,
Is included as a preferable embodiment.
[0009]
By the way, in general, the glass material is stretched by heating so that the viscosity of the glass material is in the range of 10 5 to 10 10 dPa · s.
[0010]
In the above-mentioned conventional manufacturing method as well, stretching is performed by heating so that the viscosity of the glass base material is in the range of 10 5 to 10 10 dPa · s. However, the stretching is performed by setting the viscosity to be relatively low, that is, the heating temperature is increased. When the film is stretched at a higher height, as shown in FIG. 8, both ends of the obtained thin plate-shaped spacer in the longitudinal direction of the cross section become round and easily swell. When such a swelling occurs, when the obtained thin plate-shaped spacer is installed vertically on the substrate, the contact surface with the substrate is curved, so that the stability is poor and the assembling property is poor. In addition, there is a problem that it is difficult to obtain the supporting strength.
[0011]
Further, when stretching is performed with a higher viscosity set, that is, when stretching is performed at a lower heating temperature, as shown in FIG. 9, an intermediate portion of the obtained thin plate-shaped spacer in the longitudinal direction of the cross section is easily constricted. When such constriction occurs, the desired strength cannot be obtained.For example, when used as a spacer disposed between a pair of front and back substrates of a panel-shaped display, the pressure between the pair of substrates is reduced. In some cases, high atmospheric pressure resistance cannot be obtained.
[0012]
It is considered that the cause of the occurrence of the swelling or constriction is that both ends in the longitudinal direction of the cross section are more likely to be heated when the glass base material having a different cross-sectional shape in vertical and horizontal dimensions is heated than in the intermediate portion. For example, in a glass base material having a rectangular cross section, if a surface along the longitudinal direction is a long surface and a surface along the short direction is a short surface, an intermediate portion in the cross section is heated by heat from the long surface. On the other hand, both ends in the cross-section longitudinal direction are heated by receiving heat from both the long side and the short side, and are more likely to be heated as compared with the intermediate part. For this reason, if it is attempted to heat the entire length of the glass base material in the cross-sectional longitudinal direction to a state where the glass base material has a viscosity that facilitates stretching, it is considered that the heating of the both ends becomes excessive, the viscosity is reduced, and swelling is caused. Further, if the heating temperature is lowered to suppress the bulging, the heating of the intermediate portion becomes insufficient, the viscosity of the intermediate portion increases, and the concentration of stress during stretching is considered to cause necking.
[0013]
In order to solve this, the present invention provides, in the first invention,
"The glass base material is heated to a stretching temperature at which the viscosity of both the core glass material and the surface glass material is within the range of 10 5 to 10 10 dPa · s and the viscosity of the surface glass material is higher than the viscosity of the core glass material. Stretching ",
Is included as a preferable embodiment.
[0014]
The second aspect of the present invention is as follows.
In the spacer with the antistatic film formed on the surface, the cross-sectional shape with different vertical and horizontal dimensions,
The core glass material disposed in the inner layer of the spacer and the surface glass material having a predetermined resistivity disposed in the area of the antistatic film including at least the outer surface along the cross-sectional longitudinal direction of the surface layer portion of the spacer are integrated. A spacer having a complex structure.
[0015]
The present invention provides, in the above second invention,
"The cross-sectional shape of the core glass material is rectangular, and the surface glass material is integrated with at least two surfaces on the long side of the cross-section of the core glass material."
“The resistivity of the surface glass material integrated on the two surfaces on the longer side of the cross section of the core glass material is 10 8 to 10 10 Ω · cm”,
"The surface glass material is further integrated on the two surfaces on the short side of the cross section of the core glass material."
"The resistivity of the surface glass material integrated on the two surfaces on the short side of the cross section of the core glass material is 10 3 to 10 4 Ω · cm”,
"When the core glass material and the surface glass material are heated to a temperature at which both the viscosity of the core glass material and the surface glass material are within the range of 10 5 to 10 10 dPa · s, the surface glass material becomes more viscous than the viscosity of the core glass material. Glass material that increases the viscosity of
Is included as a preferable embodiment.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method of manufacturing a spacer according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view of the glass base material shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of a spacer according to the present invention obtained by the method of FIG. It is an expansion perspective view.
[0017]
In FIG. 1,
[0018]
Although the cross-sectional shape of the
[0019]
The combination of the core glass material 2 and the
[0020]
The glass constituting the core glass material 2 can be selected from, for example, elemental glass, oxide glass, fluoride glass, chloride glass, sulfide glass and the like according to the application. Among these, oxide glass (for example, silicate glass, phosphate glass, borate glass, borosilicate glass, etc.) is preferable from the viewpoint of processability.
[0021]
The glass material constituting the
[0022]
Usually, the thickness of the
[0023]
In the example shown in FIG. 1, a
[0024]
According to the present invention, the antistatic film can be formed by combining the materials of the glass base material without adding a special process in the heating and stretching step, and the process is simplified. Further, the film thickness is controlled by adjusting the ratio of the similar shape between the glass base material and the spacer by the speed difference between the descending speed of the
[0025]
When the
[0026]
Stretching by heating to a stretching temperature at which both the viscosity of the core glass material 2 and the
[0027]
According to the stretching method in consideration of such viscosity, a
[0028]
Further, since the shape stability of the spacer is good, another effect can be obtained. This effect will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a conceptual cross-sectional view for explaining a state in which spacers are arranged so as to support between the substrates, and FIG. 7 is a conceptual view for explaining a step of forming a low-resistance film on a bonding surface of the spacer with the substrate. FIG. 6, reference numeral 9 denotes a low-resistance film, 1000 denotes a substrate, and 1001 denotes a wiring arranged on the substrate.
[0029]
In order to prevent the spacer from being charged, as shown in FIG. 6, not only is an antistatic film (surface glass material 3) formed on the surface of the
[0030]
There are various methods for forming the low-resistance film 9. As a method for forming a high-quality low-resistance film 9 on a large number of spacers, a method as shown in FIG. 7 is considered. That is, a large number of
[0031]
However, the shape stability is poor. For example, when spacers having a distorted shape are bundled as shown in FIGS. 8 and 9, a gap is generated between the spacers. And the predetermined low resistance film 9 cannot be formed.
[0032]
If the
[0033]
4 is a partially enlarged view showing another example of the glass base material, and FIG. 5 is a perspective view showing a spacer according to the present invention obtained from the glass base material of FIG. 4, and the same reference numerals as those in FIGS. It is shown. Reference numeral 3 'denotes a surface glass material addressed to the short side of the cross section of the core glass material 2 having a rectangular cross section.
[0034]
In the
[0035]
Further, in the embodiment shown in FIG. 4, the resistivity of the
[0036]
【Example】
(Example 1)
The
[0037]
As the
[0038]
The
[0039]
The sheet resistance of the
[0040]
(Example 2)
The
[0041]
As the
[0042]
The
[0043]
Further, the sheet resistance of the
[0044]
(Example 3) (Low resistance film formation by sputtering)
In this example, a 10 nm-thick Ti film and a 200 nm-thick Pt film are formed by sputtering on the spacers manufactured in Examples 1 and 2 in this order by the method described with reference to FIG. A low resistance film is formed.
[0045]
As a result, the film forming material did not wrap around the
[0046]
(Example 4)
In this example, the material of the
[0047]
In the spacer obtained in this example, the portion of the
[0048]
【The invention's effect】
The present invention is as described above, and it is possible to form an antistatic film on the surface of the spacer more easily and in a favorable state by applying the heat stretching method.
[0049]
Further, by a stretching method in consideration of viscosity, swelling and constriction are prevented, and a spacer having good shape stability and stable strength can be easily manufactured.
[0050]
Furthermore, due to good shape stability, a high-quality low-resistance film can be formed in a desired state without wrapping around unnecessary portions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for manufacturing a spacer according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of the glass base material shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a spacer according to the present invention obtained by the method of FIG. 1;
FIG. 4 is a partially enlarged view showing another example of the glass base material.
FIG. 5 is a perspective view showing a spacer according to the present invention obtained from the glass base material of FIG. 4;
FIG. 6 is a conceptual cross-sectional view illustrating a state in which spacers are arranged to support between substrates.
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a process of forming a low-resistance film on a bonding surface of a spacer with a substrate.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a state of occurrence of swelling.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a state of occurrence of constriction.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (12)
ガラス母材を、ガラス母材の内層に配されたコアガラス材と、ガラス母材の表層部分のうち少なくとも断面長手方向に沿った外面を含む領域に配された所定の抵抗率の表面ガラス材とからなる複合構造とすることを特徴とするスペーサーの製造方法。A spacer having a surface on which an antistatic film is formed, in a method for manufacturing a spacer manufactured by heating and stretching a glass base material having a cross-sectional shape having different vertical and horizontal dimensions to a stretching temperature and cutting to a required length,
A glass base material, a core glass material disposed in an inner layer of the glass base material, and a surface glass material having a predetermined resistivity disposed in a region including at least an outer surface along a cross-sectional longitudinal direction in a surface layer portion of the glass base material. A method for producing a spacer, comprising a composite structure comprising:
スペーサーの内層に配されたコアガラス材と、スペーサーの表層部分のうち少なくとも断面長手方向に沿った外面を含む帯電防止膜の領域に配された所定の抵抗率の表面ガラス材とが一体化された複合構造を有することを特徴とするスペーサー。In the spacer with the antistatic film formed on the surface, the cross-sectional shape with different vertical and horizontal dimensions,
The core glass material disposed in the inner layer of the spacer and the surface glass material having a predetermined resistivity disposed in the region of the antistatic film including the outer surface along at least the cross-sectional longitudinal direction of the surface layer portion of the spacer are integrated. A spacer having a complex structure.
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