(57)【要約】【課題】この発明は、簡単な方法により複数のスペーサの高さを均一に製造できるスペーサ構体の製造方法、および製造装置を提供することを課題とする。【解決手段】処理装置７０は、加熱炉７２内に配置した真空容器７４を有する。真空容器７４内には、スペーサ３０ａ、３０ｂを弾性変形可能な程度に硬化させた状態のスペーサ構体２２が２枚の高さ規制板７６ａ、７６ｂと重ね合わせて配置される。そして、真空容器７４を真空引きして第１および第２主壁５２、５４によって組立体８０を押圧し、スペーサ３０ａ、３０ｂの先端を押圧面５２ａ、５４ａによって押圧する。これにより、スペーサ３０ａ、３０ｂを弾性変形させて高さを均一化し、この状態で、加熱炉７２により加熱してスペーサ３０ａ、３０を所望する硬さに硬化する。【選択図】    図８
2005011638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材の表面から複数の柱状のスペーサを突設したスペーサ構体を製造する方法であって、
板状部材の表面に面接する当接面、およびこの当接面に開口するように上記複数のスペーサに対応して設けられた複数のスペーサ形成穴を有した成形型を用意する工程と、
第１の硬化処理により弾性変形可能な程度に硬化するとともに第２の硬化処理により所望する硬さに硬化するスペーサ形成材料を上記成形型の上記複数のスペーサ形成穴に充填する充填工程と、
上記スペーサ形成材料を充填した成形型を、その当接面が上記板状部材の表面に面接するように密着させた状態で、上記第１の硬化処理によりスペーサ形成材料を硬化させる第１の硬化工程と、
上記第１の硬化処理により硬化したスペーサを備えたスペーサ構体から上記成形型を離型する離型工程と、
このスペーサ構体の複数のスペーサの先端に上記板状部材の表面と平行に延びた平らな押圧面を押し付けて弾性変形により全てのスペーサの高さを均一化する矯正工程と、
全てのスペーサの高さを均一化した状態のまま上記第２の硬化処理により上記複数のスペーサを硬化させる第２の硬化工程と、
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２】
上記矯正工程は、上記スペーサ構体の板状部材の表面と上記押圧面との間に、上記複数のスペーサに干渉しないように、高さ規制部材を配置する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項３】
上記成形型の複数のスペーサ形成穴の深さを上記高さ規制部材の高さより大きく設定しておき、上記矯正工程では、上記高さ規制部材に上記板状部材の表面および上記押圧面が面接するまで上記押圧面を押し付けることを特徴とする請求項２に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項４】
上記スペーサ形成材料は、紫外光により硬化する成分と熱により硬化する成分を含み、上記第１の硬化処理では上記スペーサ形成材料に紫外光を照射し、上記第２の硬化処理では上記スペーサ形成材料を加熱することを特徴とする請求項１に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項５】
上記スペーサ形成材料は、第１の時間で硬化する成分と第１の時間より長い第２の時間で硬化する成分を含み、上記第１の硬化処理では上記スペーサ形成材料を上記第１の時間で硬化させ、上記第２の硬化処理では上記スペーサ形成材料を上記第２の時間で硬化させることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項６】
上記スペーサ形成材料は、一定の時間で硬化する成分と紫外光により硬化する成分を含み、上記第１の硬化処理では上記スペーサ形成材料を上記一定の時間で硬化させ、上記第２の硬化処理では上記スペーサ形成材料に紫外光を照射することを特徴とする請求項１に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項７】
上記スペーサ形成材料は、一定の時間で硬化する成分と熱により硬化する成分を含み、上記第１の硬化処理では上記スペーサ形成材料を上記一定の時間で硬化させ、上記第２の硬化処理では上記スペーサ形成材料を加熱することを特徴とする請求項１に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項８】
板状部材の表面から複数の柱状のスペーサを突設したスペーサ構体を製造するための装置であって、
第１の硬化処理により弾性変形可能な程度に硬化するとともに第２の硬化処理により所望する硬さに硬化するスペーサ形成材料を用いて上記板状部材の表面に上記第１の硬化処理により形成した複数のスペーサの先端に上記板状部材の表面と平行に延びた平らな押圧面を押し付けて弾性変形によって全てのスペーサの高さを均一化する押圧手段と、
全てのスペーサの高さを均一化した状態のまま上記第２の硬化処理により上記複数のスペーサを硬化させる硬化手段と、
を備えていることを特徴とするスペーサ構体の製造装置。
【請求項９】
上記第１の硬化処理により硬化した複数のスペーサに干渉しないように、上記スペーサ構体の板状部材の表面と上記押圧面との間に高さ規制部材を配置することを特徴とする請求項８に記載のスペーサ構体の製造装置。
【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、および製造装置に関する。
【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、上述したように、金属板の表裏面に２枚の成形型を密着させて各成形型の多数の貫通孔にスペーサ形成材料を充填して硬化させる方法では、成型後のスペーサの突出高さが成形型の厚さに依存するため、全てのスペーサの高さを均一にすることは困難であった。
【００１１】
スペーサの高さが不均一になると、各スペーサの先端が当接する前面基板および背面基板に撓みを生じる。スペーサ高さの差が僅かであれば基板の撓みによって高さのバラツキを許容できるが、許容範囲を超えて長くなったスペーサがあると、そのスペーサにだけ限界を超える荷重が加わり、最悪の場合、スペーサが圧縮されて破壊されてしまう。また、逆に許容範囲を超えて短くなったスペーサがあると、スペーサ先端と基板との間に隙間が生じ、放電等の不具合が生じてしまう。
【００１２】
スペーサの高さを均一にするため、成形型のスペーサ形成穴を有底にする方法が考えられるが、この方法でもスペーサの高さがスペーサ形成穴の深さに依存することになり、例えば、スペーサの高さのバラツキの目標値を５［μｍ］以下に設定したような場合には、スペーサの製造が極めて困難であった。
【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、簡単な方法により複数のスペーサの高さを均一化できるスペーサ構体の製造方法、および製造装置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は、板状部材の表面から複数の柱状のスペーサを突設したスペーサ構体を製造する方法であって、板状部材の表面に面接する当接面、およびこの当接面に開口するように上記複数のスペーサに対応して設けられた複数のスペーサ形成穴を有した成形型を用意する工程と、第１の硬化処理により弾性変形可能な程度に硬化するとともに第２の硬化処理により所望する硬さに硬化するスペーサ形成材料を上記成形型の上記複数のスペーサ形成穴に充填する充填工程と、上記スペーサ形成材料を充填した成形型を、その当接面が上記板状部材の表面に面接するように密着させた状態で、上記第１の硬化処理によりスペーサ形成材料を硬化させる第１の硬化工程と、上記第１の硬化処理により硬化したスペーサを備えたスペーサ構体から上記成形型を離型する離型工程と、このスペーサ構体の複数のスペーサの先端に上記板状部材の表面と平行に延びた平らな押圧面を押し付けて弾性変形により全てのスペーサの高さを均一化する矯正工程と、全てのスペーサの高さを均一化した状態のまま上記第２の硬化処理により上記複数のスペーサを硬化させる第２の硬化工程と、を備えている。
【００１５】
また、本発明のスペーサ構体の製造装置は、板状部材の表面から複数の柱状のスペーサを突設したスペーサ構体を製造するための装置であって、第１の硬化処理により弾性変形可能な程度に硬化するとともに第２の硬化処理により所望する硬さに硬化するスペーサ形成材料を用いて上記板状部材の表面に上記第１の硬化処理により形成した複数のスペーサの先端に上記板状部材の表面と平行に延びた平らな押圧面を押し付けて弾性変形によって全てのスペーサの高さを均一化する押圧手段と、全てのスペーサの高さを均一化した状態のまま上記第２の硬化処理により上記複数のスペーサを硬化させる硬化手段と、を備えている。
【００１６】
上記発明によると、スペーサ材料を成形型のスペーサ形成穴に充填して板状部材に密着させた状態で、第１の硬化処理によってスペーサ形成材料を弾性変形可能な程度に硬化させ、成形型を離型した後、複数のスペーサの先端に押圧面を押し付けて弾性変形によって全てのスペーサの高さを均一化し、この状態のまま、第２の硬化処理によって複数のスペーサを所望する硬さに硬化するようにした。これにより、簡単な方法により複数のスペーサの高さを均一化でき、スペーサ高さのバラツキによる圧縮破壊や放電の問題を解消できる。
【００１７】
【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ついて詳細に説明する。始めに、本発明の実施の形態に係るスペーサ構体の製造方法、および製造装置により製造される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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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（板状部材）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
次に、上記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を製造する製造方法について説明する。
【００３２】
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（成形型）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。
【００３３】
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（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。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。
【００３４】
本実施の形態では、後述する高さ矯正処理のため、上型３６ａのスペーサ形成穴４０ａの深さを第１スペーサ３０ａの目標とする高さより最大５［％］程度深く設定し、下型３６ｂのスペーサ形成穴４０ｂの深さを第２スペーサ３０ｂの目標とする高さより最大５［％］程度深く設定した。
【００３５】
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。スペーサ形成材料４６としては、第１の硬化処理により弾性変形可能な硬化するとともに第２の硬化処理により所望する硬さに硬化する材料を使用する。
【００３６】
本実施の形態では、紫外光をある一定量照射することにより硬化する成分、およびある一定の熱を与えることにより硬化する成分を含むとともにガラスフィラーを含有したガラスペーストをスペーサ形成材料４６として用いた。そして、後述するように、第１の硬化処理でスペーサ形成材料４６に紫外光を照射し、第２の硬化処理でスペーサ形成材料４６を加熱するようにした。
【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、第１の硬化処理を行なう。
【００４６】
第１の硬化処理では、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、および上型３６ａおよび下型３６ｂは、それぞれ紫外線を透過可能な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。
【００４７】
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を弾性変形可能な程度に紫外線硬化させることができる。つまり、この場合、スペーサ形成材料４６に含まれる紫外光によって硬化する成分が硬化する。ここでいう弾性変形とは、硬化したスペーサ形成材料４６の先端を押圧した際にスペーサ形成材料４６の高さが５［％］程度縮むことを言う。
【００４８】
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。
【００４９】
さらに、上記のようにスペーサ形成材料４６が弾性変形可能な程度に硬化されて突設されたグリッド２４（以下、スペーサ構体２２と称する）を図８に示す処理装置７０（製造装置）内にセットし、全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの高さを矯正し、後述する第２の硬化処理を行なう。これにより、グリッド２４上に高さが均一化された多数の第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂが所望する硬さで作り込まれたスペーサ構体２２が得られる。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ここで、上述した処理装置７０について、図８を参照して説明する。尚、ここでは、図示簡略化のため、スペーサ構体２２のスペーサ３０ａ、３０ｂの本数は実際の本数とは異なる本数で図示してある。
【００５３】
処理装置７０は、加熱炉７２（硬化手段）を有し、この加熱炉７２内に真空容器７４（押圧手段）を収容配置可能となっている。真空容器７４は、上述した真空容器５０と略同じ構造を有するため、ここでは、同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５４】
すなわち、真空容器７４は、第１主壁５２、第２主壁５４、側壁５５、Ｏリング５６、および真空ポンプ５８を備えている。また、ここでは図示を省略してあるが、第１および第２主壁５２、５４の内面は凹凸に形成され、真空容器７４内には所定の厚さの圧力拡散板６０ａ、６０ｂが組み込まれても良い。尚、本実施の形態では、真空容器７４の第１主壁５２、第２主壁５４は、上述した真空容器５０と異なり透明である必要はない。
【００５５】
次に、上記構造の処理装置７０を用いてスペーサ構体２２の全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの高さを矯正して均一化する方法について説明する。
【００５６】
まず、図７で説明したように上型３６ａおよび下型３６ｂを離型した状態のスペーサ構体２２を真空容器７４内に配置する。この時点で、スペーサ構体２２は、上述した第１の硬化処理により弾性変形可能な程度に硬化された複数のスペーサ３０ａ、３０ｂを備えている。
【００５７】
スペーサ構体２２を真空容器７４内に配置する際、図８に示すように、スペーサ構体２２の両面側それぞれに予め用意した高さ規制板７６ａ、７６ｂ（高さ規制部材）を重ね合わせた状態で、この組立体２２、７６ａ、７６ｂ（以下、組立体８０として説明する）を真空容器７４内に収容配置する。組立体８０を真空容器７４内に配置する方法も上述した真空容器５０の場合と略同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５８】
高さ規制板７６ａ（７６ｂ）は、例えば、図９に示すように、スペーサ構体２２のグリッド２４と略同じ大きさを有する矩形板状に形成され、全面に亘って均一な厚さを有する。また、高さ規制板７６ａ（７６ｂ）は、グリッド２４から突設された各スペーサ３０ａ（３０ｂ）をそれぞれ非接触状態で遊挿するための多数の貫通孔７８ａ（７８ｂ）を有する。
【００５９】
グリッド２４の第１表面２４ａと第１主壁５２との間に配置される一方の高さ規制板７６ａは、第１スペーサ３０ａの目標とする高さと同じ厚さに設定されている。また、グリッド２４の第２表面２４ｂと第２主壁５４との間に配置される他方の高さ規制板７６ｂは、第２スペーサ３０ｂの目標とする高さと同じ厚さに設定されている。つまり、２枚の高さ規制板７６ａ、７６ｂは、それぞれ対応するスペーサ３０ａ、３０ｂの高さに合わせて、異なる厚さを有する。
【００６０】
２枚の高さ規制板７６ａ、７６ｂをスペーサ構体２２に重ね合わせた組立体８０を真空容器７４内に配置すると、図８に示すように、高さ規制板７６ａ、７６ｂの複数の貫通孔７８ａ、７８ｂにそれぞれ遊挿されたスペーサ３０ａ、３０ｂの先端が高さ規制板７６ａ、７６ｂの厚さを超えて僅かに突出する。言い換えると、本実施の形態では、上述したように、スペーサ３０ａ、３０ｂを成型するための成形型３６ａ、３６ｂのスペーサ形成穴４０ａ、４０ｂの深さを目標とするスペーサ３０ａ、３０ｂの高さより僅かに深く設計したため、上述した第１の硬化処理を終えたスペーサ３０ａ、３０ｂは目標とする高さより僅かに高く形成されることになる。
【００６１】
次に、組立体８０を真空容器７４内に配置した図８に示す状態で、真空ポンプ５８を作動させ、真空容器７４を真空引きする。これにより、真空容器７４の第１および第２主壁５２、５４に対して真空容器７４の外側から大気圧が加わり、第１および第２主壁５２、５４の弾性変形によって組立体８０が上下方向から押圧される。この押圧作用についても上述した真空容器５０と同じであるためここでは詳細な説明を省略する。
【００６２】
組立体８０が第１および第２主壁５２、５４によって押圧されると、第１主壁５２の内面５２ａ（押圧面）によって、高さ規制板７６ａの複数の貫通孔７８ａから突出した複数の第１スペーサ３０ａの先端が押圧され、第２主壁５４の内面５４ａ（押圧面）によって、高さ規制板７６ｂの複数の貫通孔７８ｂから突出した複数の第２スペーサ３０ｂの先端が押圧される。そして、一方の高さ規制板７６ａがグリッド２４の第１表面２４ａおよび第１主壁５２の内面５２ａに面接し、且つ他方の高さ規制板７６ｂがグリッド２４の第２表面２４ｂおよび第２主壁５４の内面５４ａに面接するまでスペーサ３０ａ、３０ｂの先端が押圧される。
【００６３】
言い換えると、一方の高さ規制板７６ａがグリッド２４の第１表面２４ａおよび第１主壁５２の内面５２ａに面接し、且つ他方の高さ規制板７６ｂがグリッド２４の第２表面２４ｂおよび第２主壁５４の内面５４ａに面接した状態で、スペーサ３０ａ、３０ｂの弾性変形が停止し、全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの高さが均一化される。具体的には、全ての第１スペーサ３０ａの高さが一方の高さ規制板７６ａの厚さに依存して矯正されて均一化され、全ての第２スペーサ３０ｂの高さが他方の高さ規制板７６ｂの厚さに依存して矯正されて均一化される。
【００６４】
この状態で、真空容器７４ごと加熱炉７２によって組立体８０が加熱され、第２の硬化処理が行なわれる。第２の硬化処理では、スペーサ構体２２のスペーサ３０ａ、３０ｂ（スペーサ形成材料４６）が加熱され、スペーサ形成材料４６に含まれるある一定の熱を与えることにより硬化する成分が硬化する。これにより、全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの高さを均一化した状態のまま、全てのスペーサを所望する硬さに硬化させることができる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態によると、紫外光を照射すること（第１の硬化処理）により弾性変形可能な程度に硬化するとともに加熱すること（第２の硬化処理）により所望する硬さに硬化するスペーサ形成材料を用いて、第１の硬化処理によって複数のスペーサ３０ａ、３０ｂをグリッド２４に突設し、全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの先端に押圧面５２ａ、５４ａを押し付けて弾性変形によって高さを矯正して均一化し、この状態のまま、第２の硬化処理によりスペーサ３０ａ、３０ｂを所望する硬さに硬化させるようにした。これにより、全てのスペーサ３０ａ、３０ｂの高さを容易に均一化できるようになった。
【００６６】
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。
【００６７】
例えば、上述した実施の形態では、図９に示したような複数の貫通孔７８ａ、７８ｂを有する高さ規制板７６ａ、７６ｂを用いた場合について説明したが、これに限らず、スペーサ３０ａ、３０ｂに干渉しない形状で且つ全面に亘って均一な厚さを有するものであればいかなるものであっても良い。例えば、高さ規制部材として、短尺状あるいは帯状の部材を用いることができる。
【００６８】
また、上述した実施の形態では、紫外光を照射することにより硬化する成分と熱を与えることにより硬化する成分を含むスペーサ形成材料に対して、第１の硬化処理において紫外光を照射し、第２の硬化処理において加熱するようにしたが、これに限らず、スペーサ形成材料を２段階で硬化させることができ、且つ始めの硬化段階で弾性変形可能な程度にスペーサ形成材料を硬化させることができれば良い。
【００６９】
例えば、スペーサ形成材料として、第１の時間で硬化する成分と第１の時間より長い第２の時間で硬化する成分を含む材料を用い、第１の硬化処理でスペーサ形成材料を第１の時間で硬化させ、第２の硬化処理でスペーサ形成材料を第２の時間で硬化させるようにしても良い。
【００７０】
また、スペーサ形成材料として、一定の時間で硬化する成分と紫外光により硬化する成分を含む材料を用い、第１の硬化処理でスペーサ形成材料を一定の時間で硬化させ、第２の硬化処理でスペーサ形成材料に紫外光を照射するようにしても良い。
【００７１】
また、スペーサ形成材料として、一定の時間で硬化する成分と熱により硬化する成分を含む材料を用い、第１の硬化処理でスペーサ形成材料を一定の時間で硬化させ、第２の硬化処理でスペーサ形成材料を加熱するようにしても良い。
【００７２】
さらに、本発明は、上述した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。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、簡単な方法によりスペーサ構体の複数のスペーサの高さを均一に製造できる。
【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】図１のＳＥＤに組み込まれた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】図７のスペーサ構体の複数のスペーサの高さを均一化するための処理装置を示す断面図。
【図９】図８の処理装置に組み込まれて使用される高さ規制板を部分的に示す斜視図。
【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、
３０…スペーサ、
３６…成形型、
４０…スペーサ形成穴、
７０…処理装置、
７２…加熱炉、
７４…真空容器、
７６ａ、７６ｂ…高さ規制板、
７８ａ、７８ｂ…貫通孔、
８０…組立体。
【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】
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【図８】
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【図９】
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