(57)【要約】【課題】この発明は、安価且つ簡単な方法により、複数の材料からなるスペーサを形成できるスペーサ構体の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ＳＥＤのスペーサ構体は、複数の電子ビーム通過孔を有するグリッドと、グリッドの両面に設けられた複数のスペーサと、を有する。グリッドにスペーサを形成する際、下型３６ｂの当接面に形成された複数のスペーサ形成穴４０ｂに第１のスペーサ形成材料を一定量供給し、充填装置８０にセットして回転させる。これにより、スペーサ形成穴４０ｂの底部側に第１のスペーサ形成材料が片寄って充填される。この後、第２のスペーサ形成材料をスペーサ形成穴４０ｂ内に充填し、グリッドと張り合わせて硬化させる。【選択図】    図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型の当接面に開口した複数の有底のスペーサ形成穴にペースト状の第１のスペーサ形成材料を供給して各スペーサ形成穴を部分的に充たし、上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を上記複数のスペーサ形成穴に供給して各スペーサ形成穴に充填し、上記当接面を板状部材の表面に密着させて保持し、各スペーサ形成穴に充填した第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させ、上記板状部材の表面上に複数のスペーサを形成することを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
【請求項２】
板状部材と、この板状部材の表面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えたスペーサ構体の製造方法であって、
上記板状部材の表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、
用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる第１の充填工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給する第２の供給工程と、
上記第２のスペーサ形成材料を供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の残りの部分に充填する第２の充填工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記板状部材の表面に密着するように保持する保持工程と、
上記成形型と板状部材を密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型と板状部材を離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
【請求項３】
板状部材と、この板状部材の表面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えたスペーサ構体の製造方法であって、
上記板状部材の表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、
用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる充填工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴の残りの部分に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給して充填する第２の供給工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記板状部材の表面に密着するように保持する保持工程と、
上記成形型と板状部材を密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型と板状部材を離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
【請求項４】
上記第１のスペーサ形成材料は、導電物質を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項５】
上記第１の供給工程では、上記全てのスペーサ形成穴に対して同じ量の上記第１のスペーサ形成材料を供給することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項６】
複数のビーム通過孔を有する板状のグリッドと、上記複数のビーム通過孔間に位置するように上記グリッドの両面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備え、画像表示装置の偏平な真空外囲器内に配置されるスペーサ構体を製造する方法であって、
上記複数の電子ビーム通過孔を通過する電子ビームの放出側に対向する上記グリッドの表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、
用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる第１の充填工程と、
上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給する第２の供給工程と、
上記第２のスペーサ形成材料を供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の残りの部分に充填する第２の充填工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記グリッドの表面に密着するように保持する保持工程と、
上記成形型とグリッドを密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、
上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型とグリッドを離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
【請求項７】
上記第１のスペーサ形成材料は、導電物質を含むことを特徴とする請求項６に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項８】
上記第１の供給工程では、上記全てのスペーサ形成穴に対して同じ量の上記第１のスペーサ形成材料を供給することを特徴とする請求項６または７に記載のスペーサ構体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平面表示装置等の画像表示装置に組み込まれるスペーサ構体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置として用いられるフィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）の一種として、表面伝導型電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
このＳＥＤは、所定の間隔をおいて対向配置された前面基板および背面基板を備え、これらの基板は矩形枠状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。前面基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起発光させるための電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。各電子放出素子は、電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の電極等で構成されている。
【０００４】
上記のようなＳＥＤにおいて、前面基板および背面基板間の空間、すなわち真空外囲器内は、高い真空度に維持されることが重要となる。真空度が低い場合、電子放出素子の寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。また、前面基板と背面基板間は真空であるため、前面基板、背面基板に対し大気圧が作用する。そこで、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、多数の板状あるいは柱状のスペーサが配置されている。
【０００５】
スペーサを前面基板および背面基板の全面に渡って配置するためには、前面基板の蛍光体、背面基板の電子放出素子に接触しないように、極めて薄い板状、あるいは極めて細い柱状のスペーサが必要となる。また、これらのスペーサは、電子放出素子の極めて近くに設置せざるを得ないため、スペーサとして絶縁体材料を使用しなければならない。同時に、前面基板および背面基板の薄板化を検討した場合、一層多くのスペーサが必要となり、更に製造が困難となる。
【０００６】
前面基板の蛍光体間、および背面基板の電子放出素子間に対するスペーサの位置合わせについては、蛍光体間あるいは電子放出素子間を狙って直接スペーサを取り付ける方法、あるいは、電子の通過する孔が予め形成された金属板の両面に多数のスペーサを高い位置精度で形成し、この金属板上に形成されたスペーサを前面基板または背面基板に位置合わせする方法が考えられる。
【０００７】
後者の場合、それぞれスペーサ形状に対応する多数の孔が形成された２枚の成形型を金属板の表裏面に密着させ、これら金属板と２枚の成形型とによってスペーサ形成用の貫通孔を規定する。この状態で、各貫通孔にペースト状のスペーサ形成材料を充填する。続いて、充填されたスペーサ形成材料を金型内部で光硬化あるいは熱硬化させた後、金属板から２枚の金型を取り外し、更に、スペーサ形成材料をガラス化する。これにより、金属板上に一体的に形成された柱状のスペーサを得ることが考えられる（例えば、特許文献１および２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２７２９２６号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−２７２９２７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようなＳＥＤでは、スペーサを電子放出素子の極めて近くに配置するため、蛍光体層で発生する反射電子や２次電子によってスペーサがチャージアップされる問題がある。スペーサがチャージアップされると、電子放出素子から放出される電子ビームがスペーサに吸引されて電子ビームの軌道が不安定になり、良好な画像を出力できなくなってしまう。
【００１１】
このため、このようなスペーサのチャージを逃がす目的で、スペーサ全体に導電性を与えたり、スペーサ表面の全部または一部に導電処理を施したりする方法が提案されている。しかし、スペーサ全体に導電処理を施すと、スペーサを介して前面基板から背面基板へ流れる無効電流が増え、消費電力が増大するとともに温度が上昇してしまう。
【００１２】
よって、スペーサのチャージを逃がすためには、スペーサに部分的な導電処理を施すことが有効と考えられる。しかし、上述したようにスペーサ表面に部分的な導電処理を施す方法として、スペーサ表面を部分的にマスキングしてスパッタ等により導電物質を付着する方法が考えられるが、数千本にも及ぶスペーサに対してマスキングを行なうことは非常に困難であり、導電物質の付着量や範囲を安定させることは不可能に近かった。
【００１３】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、安価且つ簡単な方法により、複数の材料からなるスペーサを形成できるスペーサ構体の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスペーサ構体の製造方法によると、成形型の当接面に開口した複数の有底のスペーサ形成穴にペースト状の第１のスペーサ形成材料を供給して各スペーサ形成穴を部分的に充たし、上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を上記複数のスペーサ形成穴に供給して各スペーサ形成穴に充填し、上記当接面を板状部材の表面に密着させて保持し、各スペーサ形成穴に充填した第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させ、上記板状部材の表面上に複数のスペーサを形成する。
【００１５】
また、本発明のスペーサ構体の製造方法は、板状部材と、この板状部材の表面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えたスペーサ構体の製造方法であって、上記板状部材の表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる第１の充填工程と、上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給する第２の供給工程と、上記第２のスペーサ形成材料を供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の残りの部分に充填する第２の充填工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記板状部材の表面に密着するように保持する保持工程と、上記成形型と板状部材を密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型と板状部材を離型する離型工程と、を備えている。
【００１６】
また、本発明のスペーサ構体の製造方法は、板状部材と、この板状部材の表面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備えたスペーサ構体の製造方法であって、上記板状部材の表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる充填工程と、上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴の残りの部分に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給して充填する第２の供給工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記板状部材の表面に密着するように保持する保持工程と、上記成形型と板状部材を密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型と板状部材を離型する離型工程と、を備えている。
【００１７】
さらに、本発明のスペーサ構体の製造方法は、複数のビーム通過孔を有する板状のグリッドと、上記複数のビーム通過孔間に位置するように上記グリッドの両面に一体的に立設された複数の柱状のスペーサと、を備え、画像表示装置の偏平な真空外囲器内に配置されるスペーサ構体を製造する方法であって、上記複数の電子ビーム通過孔を通過する電子ビームの放出側に対向する上記グリッドの表面に面接する当接面と、上記複数の柱状のスペーサに対応して上記当接面に開口して設けられた複数の有底のスペーサ形成穴と、を有する成形型を用意する工程と、用意した成形型の上記複数のスペーサ形成穴を部分的に埋める量のペースト状の第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給する第１の供給工程と、上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第１のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の底部側に片寄らせる第１の充填工程と、上記第１のスペーサ形成材料を充填した各スペーサ形成穴に上記第１のスペーサ形成材料と異なるペースト状の第２のスペーサ形成材料を供給する第２の供給工程と、上記第２のスペーサ形成材料を供給した成形型をこの成形型から離れて位置した回転軸の周りで回転させ、その遠心力により上記第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴の残りの部分に充填する第２の充填工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を各スペーサ形成穴に充填した成形型をその当接面が上記グリッドの表面に密着するように保持する保持工程と、上記成形型とグリッドを密着させて保持した状態で、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化する硬化工程と、上記第１および第２のスペーサ形成材料を硬化させた後、上記成形型とグリッドを離型する離型工程と、を備えている。
【００１８】
上記発明によると、微細な有底のスペーサ形成穴内に第１のスペーサ形成材料を供給して成形型を回転し、遠心力により第１のスペーサ形成材料をスペーサ形成穴の底部側に片寄らせ、その後、各スペーサ形成穴に第２のスペーサ形成材料を供給して成形型を回転し、遠心力により各スペーサ形成穴に第２のスペーサ形成材料を充填するようにした。これにより、微細なスペーサの先端側を第１のスペーサ形成材料により形成し、スペーサの根元側を第２のスペーサ形成材料により形成できる。例えば、第１のスペーサ形成材料に導電性を付与し、複数の電子放出素子を備えた背面基板に当接させるように配置することにより、スペーサのチャージアップを防止でき、良好な画像を出力できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るスペーサ構体の製造方法について詳細に説明する。始めに、スペーサ構体を備えた画像表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００２０】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１０および背面基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板１０および背面基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な真空外囲器１５を構成している。
【００２１】
前面基板１０の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。
【００２２】
背面基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起発光させるための電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引出されている。
【００２３】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板１０の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同志を接合している。
【００２４】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、前面基板１０および背面基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。本実施の形態において、スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなるグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサと、で構成されている。
【００２５】
詳細に述べると、グリッド２４は前面基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび背面基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。
【００２６】
グリッド２４は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ０．１〜０．２５ｍｍに形成されているとともに、その表面には、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Ｆｅ３Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４からなる酸化膜が形成されている。
【００２７】
グリッド２４の第１表面２４ａ上には、第１スペーサ３０ａが一体的に立設され、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置している。第１スペーサ３０ａの延出端は、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して前面基板１０の内面に当接している。また、グリッド２４の第２表面２４ｂ上には第２スペーサ３０ｂが一体的に立設され、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置している。第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面に当接している。ここで、各第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。
【００２８】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、それぞれ所定の間隔をおいて配列され、グリッド２４の各表面の全域に渡って設けられている。また、各第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、グリッド２４を間に挟んで互いに整列して位置し、グリッド２４と一体に形成されている。
【００２９】
第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂの各々は、グリッド２４側から延出端に向かって径が小さくなったテーパ状に形成されている。例えば、各第１スペーサ３０ａはグリッド２４側に位置した基端の径が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．３ｍｍ、高さが約０．６ｍｍに形成されている。また、各第２スペーサ３０ｂはグリッド２４側に位置した基端の径が約０．４ｍｍ、延出端の径が約０．２５ｍｍ、高さが約０．８ｍｍに形成されている。
【００３０】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は前面基板１０および背面基板１２間に配設されている。そして、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂは、前面基板１０および背面基板１２の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００３１】
ＳＥＤは、グリッド２４および前面基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧が印加される。
【００３２】
そして、上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、配線２１を介して電子放出素子１８を駆動し、任意の電子放出素子から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７にアノード電圧を印加する。電子放出素子１８から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６を通った後、蛍光体スクリーン１６に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００３３】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。始めに、スペーサ構体２２を製造する方法について説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、まず、所定寸法のグリッド２４、およびこのグリッドとほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型３６ａおよび下型３６ｂ（成形型）を用意する。この場合、Ｆｅ−５０％Ｎｉからなる板厚０．１２ｍｍの金属板を脱脂・洗浄・乾燥した後、エッチングにより電子ビーム通過孔２６を形成しグリッド２４とする。そして、グリッド２４全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔２６の内面を含めグリッド表面に絶縁膜を形成する。
【００３５】
上型３６ａおよび下型３６ｂは、紫外線を透過する透明な材料、例えば、シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート等により形成する。上型３６ａは、第１スペーサ３０ａを成形するための多数の有底のスペーサ形成穴４０ａを有している。スペーサ形成穴４０ａはそれぞれ上型３６ａの一方の表面に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。同様に、下型３６ｂは、第２スペーサ３０ｂを成形するための多数の有底のスペーサ形成穴４０ｂを有している。スペーサ形成穴４０ｂはそれぞれ下型３６ｂの一方の表面（当接面）に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。
【００３６】
続いて、図５（ｂ）に示すように、上型３６ａのスペーサ形成穴４０ａおよび下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ｂにそれぞれスペーサ形成材料４６を充填する。下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ｂに対するスペーサ形成材料４６の充填方法については後に詳述する。基本的に、スペーサ形成材料４６としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ（有機成分）およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。
【００３７】
次に、スペーサ形成材料４６の充填されたスペーサ形成穴４０ａが電子ビーム通過孔２６間に位置するように上型３６ａをグリッド２４に対して位置決めし、上型３６ａの当接面とグリッド２４の第１表面２４ａを密着させる。同様に、下型３６ｂを、各スペーサ形成穴４０ｂが電子ビーム通過孔２６間に位置するように位置決めし、グリッド２４の第２表面２４ｂに密着させる。これにより、グリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂからなる組立体４２を構成する。組立体４２において、上型３６ａのスペーサ形成穴４０ａと下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ｂとは、グリッド２４を挟んで対向して配列されている。
【００３８】
その後、図６に示すように、組立体４２を偏平な真空容器５０内に配置し、大気圧を利用して上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる。ここで真空容器５０について詳細に説明する。
【００３９】
真空容器５０は、それぞれ矩形板状に形成された第１主壁５２および第２主壁５４を有し、これらの第１および第２主壁は隙間をおいて対向配置されている。第１および第２主壁５２、５４の周縁部間には矩形枠状の側壁５５が設けられている。側壁５５は第１主壁５２の内面周縁部に気密に固定され、第１主壁に対してほぼ垂直に立設されている。側壁５５の自由端、ここでは、上端は、Ｏリング５６を介して第２主壁５４の内面周縁部に気密に当接している。このように構成された真空容器５０内部は、第２主壁５４の周縁部に設けられた排気バルブ５７を介して、真空ポンプ５８に接続されている。
【００４０】
第１および第２主壁５２、５４は、グリッド２４よりも大きな平面寸法に形成されている。また、第１および第２主壁５２、５４は、弾性変形可能であるとともに紫外線を透過可能な材料、例えば、シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート、ガラス等によって形成されている。後述するように、組立体４２全体が均一に加圧されるように、第１および第２主壁５２、５４の内面には、ほぼ全面に渡って凹凸部が形成されている。
【００４１】
上記のように構成された真空容器５０を用いて上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる場合、まず、第２主壁５４を取り外した状態で、第１主壁５２の内面上に圧力拡散板６０ａを敷設する。この圧力拡散板６０ａ上に組立体４２を載置し、例えば、上型３６ａを第１主壁５２と対向させる。
【００４２】
次に、組立体４２の上に圧力拡散板６０ｂを配置し、更に、第２主壁５４を重ねて配置し、組立体４２の下型３６ｂと対向させるとともに周縁部をＯリング５６に重ね合わせる。なお、圧力拡散板６０ａ、６０ｂは紫外線透過材料により形成されている。
【００４３】
この状態で、真空ポンプ５８を作動させ、真空容器５０内を所定の真空度となるまで排気した後、排気バルブ５７を閉じて真空容器内を真空に維持する。真空容器５０内が真空になると、真空容器の第１および第２主壁５２、５４に対して外側から大気圧が作用する。そのため、第１および第２主壁５２、５４は、内部に配置された組立体４２を両面側から押圧し、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に密着させる。
【００４４】
この際、前述した通り、真空容器５０の第１および第２主壁５２、５４は弾性変形可能な材料で形成されているため、組立体４２に沿って弾性変形し上型３６ａおよび下型３６ｂに密着する。また、第１および第２主壁５２、５４の内面は凹凸に形成されている。そのため、大気圧はそれぞれ圧力拡散板６０ａ、６０ｂを介して上型３６ａおよび下型３６ｂの全面に均一に作用する。従って、グリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂは、極めて良好な密着状態に維持される。
【００４５】
上記のように大気圧を利用してグリッド２４、上型３６ａおよび下型３６ｂを密着させた状態で、真空容器５０の外側に配置された紫外線ランプ６２ａ、６２ｂから第１および第２主壁５２、５４に向けて紫外線（ＵＶ）を照射する。ここで、真空容器５０の第１および第２主壁５２、５４、圧力拡散板６０ａ、６０ｂ、上型３６ａおよび下型３６ｂはそれぞれ紫外線透過材料で形成されている。そのため、紫外線ランプ６２ａ、６２ｂから照射された紫外線は、真空容器５０の第１および第２主壁５２、５４、圧力拡散板６０ａ、６０ｂ、上型３６ａおよび下型３６ｂを透過し、上型３６ａおよび下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ａ、４０ｂに充填されたスペーサ形成材料４６に照射される。これにより、組立体４２の極めて良好な密着を維持した状態で、スペーサ形成材料４６を紫外線硬化させることができる。
【００４６】
続いて、真空容器５０の真空を解除し、組立体４２を真空容器から取り出す。この際、第２主壁５４はＯリングに接触しているのみであることから、真空を解除することにより真空容器を容易に開放することができる。その後、図７に示すように、硬化したスペーサ形成材料４６をグリッド２４上に残すように、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から離型する。
【００４７】
さらに、スペーサ形成材料４６が設けられたグリッド２４を図示しない加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約５００〜５５０℃で３０分〜１時間、スペーサ形成材料を本焼成する。これにより、グリッド２４上に第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。
【００４８】
一方、ＳＥＤの製造においては、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた前面基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された背面基板１２と、を用意しておく。
【００４９】
続いて、上記のようにして得られたスペーサ構体２２を背面基板１２上に位置決め配置する。この状態で、前面基板１０、背面基板１２、およびスペーサ構体２２を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁１４を介して前面基板を背面基板に接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
【００５０】
ところで、上述したＳＥＤは、その構造上、スペーサ３０ａ、３０ｂが電子放出素子１８に極めて近い位置に配置されているため、蛍光体スクリーン１６で発生する反射電子や２次電子によってスペーサがチャージアップされる問題が生じる。このようにスペーサ３０ａ、３０ｂがチャージアップされると、近接する電子放出素子１８から放出される電子がスペーサに引き付けられて電子ビームの軌道が不安定になり、画像が劣化することが知られている。
【００５１】
このため、従来から、このようなスペーサのチャージアップを防止する目的でスペーサ全体に導電性を付与する方法が考えられているが、スペーサ全体に導電性を付与すると、スペーサを介して前面基板１０から背面基板１２へ流れる無効電流が増え、消費電力が増大するとともに温度が上昇してしまうことが知られている。
【００５２】
このため、本実施の形態では、スペーサ３０ａ、３０ｂの不所望なチャージだけを効率良く逃がすため、背面基板１２に当接する第２スペーサ３０ｂに部分的に導電性を持たせるようにした。具体的には、図８に示すように、第２スペーサ３０ｂを、２種類の材料、すなわち導電性を有する導電物質を含む第１のスペーサ形成材料７１と導電物質を含まない第２のスペーサ形成材料７２により形成するようにした。以下、背面基板１２側の第２スペーサ３０ｂの製造方法について、特に、下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ｂ内に第１および第２のスペーサ形成材料７１、７２を充填する方法について説明する。
【００５３】
まず、図９に示すように、第２スペーサ３０ｂを形成するための下型３６ｂを用意し、下型３６ｂの当接面に開口した複数のスペーサ形成穴４０ｂ内に各スペーサ形成穴４０ｂを部分的に埋める量の第１のスペーサ形成材料７１を均一に供給する。このとき、下型３６ｂを複数の分割片（図示せず）に分割し、分割片毎にスペーサ形成材料を供給するようにしても良い。本実施の形態において、第１のスペーサ形成材料７１に混入する導電物質は、金、銀、銅、タングステン等があげられる。
【００５４】
第１のスペーサ形成材料７１は、全てのスペーサ形成穴４０ｂに対して正確に同じ量となるように、ディスペンサーや印刷機等を用いて供給される。しかし、本実施の形態では、各スペーサ形成穴４０ｂの長円状の開口の短軸方向に沿った幅が０．３［ｍｍ］以下に設定されているため、各穴４０ｂに材料７１を供給しただけでは、穴４０ｂの側壁に材料７１の大部分が付着して穴４０ｂの底部には供給されない。
【００５５】
このため、本実施の形態では、下型３６ｂの各スペーサ形成穴４０ｂ内に第１のスペーサ形成材料を均一に供給した後、下型３６ｂを図１０に示すような充填装置８０に装着して回転させ、遠心力によって第１のスペーサ形成材料７１を各スペーサ形成穴４０ｂの底部側に片寄らせるようにした。
【００５６】
図１０に示すように、充填装置８０は、ほぼ水平に延びた矩形板状のロータ８２と、ロータの長手方向中心部を支持しているとともに鉛直に延びた回転軸Ｄの回りでロータを回転させる回転機構８４と、を備えている。また、ロータ８２の長手方向両端部には、板状の支持ブラケット８６が固定されている。支持ブラケット８６は、それぞれ垂直に延びているとともに回転軸Ｄを挟んで互いに平行に対向している。各支持ブラケット８６と回転軸Ｄとの距離は、例えば、５００ｍｍ程度に設定されている。
【００５７】
そして、上述したように全てのスペーサ形成穴４０ｂに第１のスペーサ形成材料７１を供給した下型３６ｂを２枚用意し、図示しないクランパ等を用いて支持ブラケット８６にそれぞれ装着する。このとき、２枚の下型３６ｂは、下型３６ｂの当接面が回転軸Ｄと平行に延び、かつ、回転軸側を向いた状態で、支持ブラケット８６に装着される。
【００５８】
続いて、回転機構８４によりロータ８２を所定の回転速度、例えば、７００〜８００ｒｐｍで１〜５分程度回転させる。これにより、下型３６ｂの各スペーサ形成穴４０ｂに供給した第１のスペーサ形成材料７１に遠心力が作用する。同時に、この遠心力は、スペーサ形成孔４０ｂ内の空気を押しだす脱泡作用を発生させる。従って、スペーサ形成孔４０ｂ内の空気が第１のスペーサ形成材料７１と置換され、スペーサ形成材料７１がスペーサ形成孔４０ｂの底部側に片寄った状態で充填される。
【００５９】
この後、充填装置８０から２つの下型３６ｂを取り外し、各スペーサ形成穴４０ｂの残りの部分７４（図９参照）に第２のスペーサ形成材料７２を供給する。さらにこの後、必要に応じて、第２のスペーサ形成材料７２を供給した２枚の下型３６ｂを充填装置８０に装着して回転させ、遠心力により第２のスペーサ形成材料７２をスペーサ形成穴４０ｂに充填する。充填装置８０を使わずに第２のスペーサ形成材料７２を隙間無く充填できる場合には、第２のスペーサ形成材料７２をスペーサ形成穴４０ｂの残りの部分７４に供給した後、回転して遠心力を作用させる工程を省略できる。
【００６０】
このように、スペーサ形成材料の充填に遠心力を利用することにより、予めスペーサ形成材料７１、７２に混入していた空気成分に対しても同様に脱泡作用が働き、気泡を含まないスペーサ形成材料を下型３６ｂのスペーサ形成孔４０ｂに充填することができる。
【００６１】
以上の工程により、２枚の下型３６ｂのスペーサ形成孔４０ｂに対し、スペーサ形成材料７１、７２を同時に充填する。または、１つの下型３６ｂを複数の分割片に分割した場合には、２つの分割片のスペーサ形成穴４０ｂに対してスペーサ形成材料７１、７２を同時に充填する。
【００６２】
充填後、充填装置８０の支持ブラケット８６から下型３６ｂを取り外す。その後、下型３６ｂの当接面を図示しないスキージによって擦り、スペーサ形成孔４０ｂから溢れている余剰のスペーサ形成材料７２を掻き取る。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によると、簡単な方法および装置により、遠心力を利用して、微細なスペーサ形成穴４０ｂに対して異なるスペーサ形成材料７１、７２を２層にして充填できる。これにより、例えば、背面基板１２に対向する側のスペーサ３０ｂの先端側を導電物質を含む材料により形成し、根元近くを導電物質を含まない材料で形成でき、スペーサ３０ｂの不所望なチャージアップを抑制できる。
【００６４】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。
【００６５】
例えば、上述した実施の形態では、ＳＥＤの背面基板１２側の第２スペーサ３０ｂを２層に形成した場合について説明したが、これに限らず、３層以上にしても良く、第１スペーサ３０ａを異なる材料により複数の層に形成するようにしても良い。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、第２スペーサ３０ｂの先端側を部分的に導電物質を含む材料により形成した場合について説明したが、導電物質の有無に拘わらず、スペーサ３０ａ、３０ｂを異なる複数の材料により形成できる。
【００６７】
また、スペーサの径や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。同様に、スペーサ形成材料は必要に応じて種々選択可能である。
【００６８】
また、スペーサ構体において、第１および第２スペーサは、同軸的に整列して設けられている必要はなく、グリッドの面方向に互いにずれた位置に設けてもよい。更に、スペーサ構体は、ＳＥＤに限らず、他の画像表示装置に適用することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のスペーサ構体の製造方法によると、安価且つ簡単な方法により、複数の材料からなるスペーサを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るスペーサ構体を備えたＳＥＤを示す外観斜視図。
【図２】図１のＳＥＤを線分ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図。
【図３】図１のＳＥＤを部分的に拡大して示す断面図。
【図４】この発明の実施の形態に係るスペーサ構体を示す外観斜視図。
【図５】図４のスペーサ構体の製造方法を説明するための断面図。
【図６】図４のスペーサ構体を製造するための真空容器を示す断面図。
【図７】スペーサ構体のグリッドから成形型を離型した状態を示す断面図。
【図８】第２スペーサを２層に形成した本実施の形態のスペーサ構体を部分的に拡大して示す断面図。
【図９】図８のスペーサ構体を製造するための下型を当接面側から見た斜視図。
【図１０】図８の第２スペーサを形成するための充填装置を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１０…前面基板、
１２…背面基板、
１４…側壁、
１５…真空外囲器、
１６…蛍光体スクリーン、
１８…電子放出素子、
２２…スペーサ構体、
２４…グリッド、
２６…電子ビーム通過孔、
３０ａ…第１スペーサ、
３０ｂ…第２スペーサ、
３６ａ…上型、
３６ｂ…下型、
４０ａ、４０ｂ…スペーサ形成穴、
４６…スペーサ形成材料、
７１…第１のスペーサ形成材料、
７２…第２のスペーサ形成材料、
７４…残りの部分、
８０…充填装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004362927.tif 000009
【図８】
2004362927.tif 000010
【図９】
2004362927.tif 000011
【図１０】
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