(57)【要約】【課題】この発明は、スペーサ構体のスペーサを高い寸法精度で容易に形成できるスペーサ構体の成形型、およびこの成形型の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】スペーサ構体のスペーサを形成するための成形型７０は、基材７３とプロテクタ７４を貼り合わせた基型７１と、基型７１の複数の遊挿孔に形成された複数の補型７８と、を有する。補型７８は、基型７１の複数の遊挿孔にスペーサ構体のひな形のスペーサを非接触状態で収容した状態で、複数の遊挿孔に硬化性樹脂を充填して硬化させることにより形成される。【選択図】    図１０
2005011623.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の製造に用いる成形型であって、
上記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しているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有し、第１の材料により形成された基型と、
上記複数の遊挿孔内にそれぞれ設けられ、上記スペーサを成型するための有底のスペーサ形成穴を有し、上記第１の材料と異なる第２の材料により形成された複数の補型と、
を備えていることを特徴とする成形型。
【請求項２】
上記複数の遊挿孔は、上記基型を貫通して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項３】
上記複数の遊挿孔は、上記スペーサ構体の各スペーサに１対１に対応して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の成形型。
【請求項４】
上記基型は、磁性部材により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項５】
上記基型は、磁性部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項６】
上記複数の補型は、透明な材料により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成形型。
【請求項７】
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の上記複数のスペーサを成型するための成形型の製造方法であって、
上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、
上記組立体の基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給して充填する充填工程と、
上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、
上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とする成形型の製造方法。
【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の上記複数のスペーサを成型するための成形型の製造方法であって、
上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、
この組立体を真空容器内に配置して真空引きする真空工程と、
真空中で上記基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給する供給工程と、
型材料を供給した上記組立体を大気開放して上記型材料を上記複数の遊挿孔に充填する開放工程と、
上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、
上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項９】
上記基型は、磁性部材を含み、
上記組立体は、上記ひな形を上記基型との間で挟む磁石を有し、
上記組立工程は、上記ひな形を介して上記磁石の磁力を上記基型に作用させることにより、上記ひな形と上記基型を磁力により密着させる工程を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の成形型の製造方法。
【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に用いる成形型、およびこの成形型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】
上述したように、金属板に多数の微細なスペーサを形成するためには、スペーサの形状および本数に応じた多数の微細なスペーサ形成穴を高い寸法精度で成形型に形成する必要がある。成形型にこのような微細なスペーサ形成穴を形成する方法として、例えば、成形型を切削加工する方法や、スペーサ構体のひな形を用意してこのひな形に樹脂を流し込む方法などが考えられる。
【００１１】
しかし、成形型を切削加工により形成する場合、極めて微細な多数のスペーサ形成穴を高い寸法精度で形成する必要があるため、切削加工に極めて高度な加工技術が必要で且つ手間がかかり、スペーサ形成穴の寸法精度を高くすることは非常に困難であった。
【００１２】
また、ひな形に樹脂を流し込んで成形型を形成する場合、流し込んだ樹脂を硬化させる際に、型材料が熱により膨張或いは収縮するため、スペーサ形成穴同士の穴間距離が不安定となり、必要とされる寸法精度を得られない問題があった。このため、寸法精度を高める目的で、硬化時の熱収縮が比較的少ないシリコン系樹脂を用いることが考えられるが、この場合、成形型に必要とされる剛性が得られなくなり、成形型に経時的な伸びを生じ、スペーサ形成穴同士の穴間距離が変化してしまう問題があった。
【００１３】
さらに、成形型に対して微細な多数のスペーサ形成穴を形成する必要があるため、ひな形に樹脂を流し込む方法では、ひな形と樹脂の間に空気が入って充填欠陥が生じ、スペーサの寸法精度が低くなる問題があった。
【００１４】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサ構体のスペーサを高い寸法精度で容易に形成できるスペーサ構体の成形型、およびこの成形型の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の成形型は、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の製造に用いる成形型であって、上記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しているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有し、第１の材料により形成された基型と、上記複数の遊挿孔内にそれぞれ設けられ、上記スペーサを成型するための有底のスペーサ形成穴を有し、上記第１の材料と異なる第２の材料により形成された複数の補型と、を備えている。
【００１６】
また、本発明の成形型の製造方法は、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の上記複数のスペーサを成型するための成形型の製造方法であって、上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、上記組立体の基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給して充填する充填工程と、上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、を備えている。
【００１７】
上記発明によると、スペーサ構体のひな形を用いて基型の複数の遊挿孔内に補型を形成して成形型を形成するようにしたため、基型で成形型の剛性を保つとともに、補型で寸法精度の高いスペーサ形成穴を形成でき、スペーサ構体のスペーサを高い寸法精度で容易に成型できる成形型を提供できる。
【００１８】
さらに、本発明の成形型の製造方法は、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の上記複数のスペーサを成型するための成形型の製造方法であって、上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、この組立体を真空容器内に配置して真空引きする真空工程と、真空中で上記基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給する供給工程と、型材料を供給した上記組立体を大気開放して上記型材料を上記複数の遊挿孔に充填する開放工程と、上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、を備えている。
【００１９】
上記発明によると、ひな形と基型を密着させた組立体を真空容器内に配置して複数の遊挿孔内に型材料を供給し、大気開放して各遊挿孔に対して型材料を隙間無く充填するようにしたため、スペーサ構体のスペーサをより高い寸法精度で成型できる成形型を提供できる。
【００２０】
【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、本発明の成形型を用いて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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
上型３６ａおよび下型３６ｂは、ここでは図示を省略してあるが、それぞれ、各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型、および各遊挿孔内に形成された補型を有する。補型は、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され、それぞれ１つのスペーサ形成穴４０を有する。上型３６ａおよび下型３６ｂ（以下、総称して成形型３６を称する場合もある）の詳細については、後に詳述する。
【００３７】
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。
【００３８】
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、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、および上型３６ａおよび下型３６ｂの複数の補型は、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。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。
【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、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。
【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】
ところで、上述したスペーサ構体２２のスペーサ３０ａ、３０ｂ（以下、総称してスペーサ３０と称する場合もある）は、微細にして多数形成する必要がある。このため、スペーサ３０を成型するための成型型３６には、各スペーサに対応した極めて微細な多数のスペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ（以下、総称してスペーサ形成穴４０と称する場合もある）を形成しておく必要がある。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態に係る成形型７０の製造方法について、図８乃至図１０を参照して説明する。この成形型７０は、上述した上型３６ａおよび下型３６ｂに対応してそれぞれ製造されて用意される。
【００５４】
まず、図８に示すような基型７１、および図９に示すようなひな形７２を用意する。ひな形７２は、成型対象となるスペーサ３０（第１スペーサ３０ａ或いは第２スペーサ３０ｂ）と同じ形状の複数のスペーサ３０’をグリッド２４と略同じ寸法の板状部材２４’の表面２４０に同じ間隔で突設した形状を有する。
【００５５】
基型７１は、ひな形７２の板状部材２４’と略同じ寸法を有する略矩形板状の基材７３に略同じ寸法の略矩形板状のプロテクタ７４（磁性部材）を接着剤によって貼り合わせて形成されている。プロテクタ７４の基材７３から離間した側の表面は基型７１の当接面７６として機能し、基材７３のプロテクタ７４から離間した側の表面は基型７１の背面７７として機能する。
【００５６】
基材７３およびプロテクタ７４を貼り合わせた基型７１の厚さは、スペーサ形成穴４０（図１０）を有底にするため、少なくともスペーサ３０の高さより大きく設定されている。
【００５７】
基材７３は、基型７１を軽量化するため、アクリルやペット等の樹脂材料、或いはアルミニウム等（第１の材料）により形成され、プロテクタ７４は、基型７１の剛性を高めるとともに後述するマグネット８２の磁力を作用させるため、例えば、１８−８ステンレス材料により形成されている。尚、基型７１の軽量化を考慮しない場合には、プロテクタ７４を用いずに、基材７３を鉄等の磁性部材により形成して基型７１を構成しても良い。
【００５８】
また、基材７３およびプロテクタ７４には、互いに同軸に設けられた複数の貫通孔７３ａ、７４ａがそれぞれ形成されている。本実施の形態では、プロテクタ７４の貫通孔７４ａが基材７３の貫通孔７３ａより小径に形成されている。尚、それぞれ同軸に配置される複数組の貫通孔７３ａ、７４ａは、本発明の複数の遊挿孔７５として機能する。
【００５９】
各遊挿孔７５は、基型７１の当接面７６と背面７７を連絡して延び、本実施の形態では、ひな形７２の各スペーサ３０’に１対１に対応して設けられている。また、全ての遊挿孔７５は、対応するスペーサ３０’に対して非接触状態となるように、スペーサ３０’の径より大きい径を有する。
【００６０】
次に、用意した上記基型７１とひな形７２を密着させて組立体８０を形成する。このとき、基型７１の当接面７６がひな形７２の表面２４０に面接し、且つひな形７２の各スペーサ３０’がそれぞれ対応する基型７１の遊挿孔７５内に非接触状態で収容されるようにひな形７２と基型７１を組み合わせる。
【００６１】
また、この際、ひな形７２の基型７１から離間した背面側に複数個のマグネット８２を配置し、各マグネット８２の磁力をひな形７２を介してプロテクタ７４に作用させ、マグネット８２の磁力によりひな形７２の表面２４０と基型７１の当接面７６とを密着させるようにした。
【００６２】
次に、上記のように基型７１、ひな形７２、およびマグネット８２を組み合わせた組立体８０を図９に示す真空容器９０内に配置する。そして、真空ポンプ９１を動作させて真空容器９０内を１００［Ｐａ］程度の低真空に真空引きする。
【００６３】
この状態で、真空容器９０の上方に設けられた２つの樹脂供給器９２のバルブ９３を開き、樹脂容器９４内のペースト状の硬化性樹脂９５（型材料）を組立体８０の基型７１の背面７７側から供給する。これにより、硬化性樹脂９５が基型７１の複数の遊挿孔７５内に供給される。この際、基型７１の周囲に設けられた矩形枠状の側壁９６が、供給された硬化性樹脂９５が基型７１の背面７７から流れ落ちることを防止するように機能する。
【００６４】
この後、真空容器９０を大気開放して硬化性樹脂９５を供給した組立体８０を真空容器９０から取り出す。このとき、基型７１の各遊挿孔７５内も真空引きされていたため、大気開放することにより、硬化性樹脂９５が遊挿孔７５およびひな形７２のスペーサ３０’に対して隙間無く充填される。
【００６５】
そして、真空容器９０から取り出した組立体８０の基型７１の背面７７側に残留した余剰の硬化性樹脂９５を取り除き、各遊挿孔７５内に充填された硬化性樹脂９５を硬化させる。これにより、基型７１の複数の遊挿孔７５内に、スペーサ形成穴４０を有する補型７８が形成される（図１０）。本実施の形態では、各スペーサ３０’に１対１で対応して補型７８が形成される。
【００６６】
最後に、組立体８０のマグネット８２を取り除いてプロテクタ７４に作用させていた磁力を無くし、側壁９６を取り除き、ひな形７２の複数のスペーサ３０’と対応する複数の補型７８および基型７１とを離型し、図１０に示すような成形型７０を得る。尚、本実施の形態では、成形型７０の複数の補型７８は、透明な材料（第２の材料）により形成され、紫外光を透過可能となっている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によると、基型７１の複数の遊挿孔７５内にひな形７２のスペーサ３０’を非接触状態で収容させた状態で、各遊挿孔７５内に補型７８を形成するための硬化性樹脂９５を充填して硬化させることにより成形型７０を製造している。このため、ひな形７２のスペーサ３０’の寸法精度を高めることのみにより、寸法精度および位置精度の高いスペーサ形成穴４０を有する成形型７０を形成できる。つまり、本発明の成形型７０を用いることにより、スペーサ構体２２のスペーサ３０を高い寸法精度で容易且つ安価に製造できる。
【００６８】
すなわち、本実施の形態によると、基型７１の遊挿孔７５がひな形７２のスペーサ３０’に対して非接触状態となる大きさを有するため、基型７１の寸法精度を高める必要は無く、スペーサ形成穴４０の寸法精度は補型７８によってのみ依存する。このため、基型７１に十分な剛性を持たせて補型７８でスペーサ形成穴４０を高い寸法精度で形成でき、熱による収縮や伸長などの影響を最小限に抑えることができる。特に、本実施の形態の製造方法によると、全ての工程を常温環境にて実施できるので、スペーサ形成穴４０を有する補型７８が熱によって歪む心配が無く、スペーサ形成穴４０同士の間の距離を所望する値に設定できる。
【００６９】
また、本実施の形態の製造方法によると、ひな形７２と基型７１を組み合わせた組立体８０を真空容器９０内に配置して、真空中で硬化性樹脂９５を複数の遊挿孔７５内に供給するようにしたため、大気開放した際に硬化性樹脂９５を隙間無く充填でき、スペーサ構体２２のスペーサ３０をより高い寸法精度で成型できる成形型を提供できる。
【００７０】
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。
【００７１】
例えば、上述した実施の形態では、成形型７０の遊挿孔７５をひな形７２の各スペーサ３０’に１対１に対応して形成した場合について説明したが、これに限らず、２以上のスペーサ３０’に対して１つの遊挿孔７５を形成して２以上のスペーサ形成穴４０を有する補型７８を作成するようにしても良い。
【００７２】
また、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、スペーサ構体のスペーサを高い寸法精度で容易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る成形型を用いて製造され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剥離した状態を示す断面図。
【図８】この発明の実施の形態に係る成形型を製造するための基型を示す断面図。
【図９】成形型を製造するための装置および成形型の製造方法を説明するための図。
【図１０】図９の装置を用いて製造される成形型を示す断面図。
【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、
３０…スペーサ、
３６…成形型、
４０…スペーサ形成穴、
７０…成形型、
７１…基型、
７２…ひな形、
７３…基材、
７４…プロテクタ、
７５…遊挿孔、
７６…当接面、
７７…背面、
７８…補型、
８０…組立体、
８２…マグネット、
９０…真空容器。
【図１】
2005011623.tif 000003
【図２】
2005011623.tif 000004
【図３】
2005011623.tif 000005
【図４】
2005011623.tif 000006
【図５】
2005011623.tif 000007
【図６】
2005011623.tif 000008
【図７】
2005011623.tif 000009
【図８】
2005011623.tif 000010
【図９】
2005011623.tif 000011
【図１０】
2005011623.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月1日(2003.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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の製造に用いる成形型であって、
上記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しているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有し、第１の材料により形成された基型と、
上記複数の遊挿孔内にそれぞれ設けられ、上記スペーサを形成するための有底のスペーサ形成穴を有し、上記第１の材料と異なる第２の材料により形成された複数の補型と、
を備えていることを特徴とする成形型。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
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の上記複数のスペーサを形成するための成形型の製造方法であって、
上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、
上記組立体の基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給して充填する充填工程と、
上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、
上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とする成形型の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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の上記複数のスペーサを形成するための成形型の製造方法であって、
上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、
上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、
この組立体を真空容器内に配置して真空引きする真空工程と、
真空中で上記基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給する供給工程と、
型材料を供給した上記組立体を大気開放して上記型材料を上記複数の遊挿孔に充填する開放工程と、
上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、
上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、
を備えていることを特徴とする成形型の製造方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の成形型は、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の製造に用いる成形型であって、上記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しているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有し、第１の材料により形成された基型と、上記複数の遊挿孔内にそれぞれ設けられ、上記スペーサを形成するための有底のスペーサ形成穴を有し、上記第１の材料と異なる第２の材料により形成された複数の補型と、を備えている。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明の成形型の製造方法は、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の上記複数のスペーサを形成するための成形型の製造方法であって、上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、上記組立体の基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給して充填する充填工程と、上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、を備えている。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらに、本発明の成形型の製造方法は、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の上記複数のスペーサを形成するための成形型の製造方法であって、上記スペーサ構体のひな形を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが突設された表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、および上記当接面および背面を連絡して延びているとともに各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型を用意する工程と、上記ひな形の複数のスペーサが上記基型の複数の遊挿孔内に非接触状態で収容され且つ上記基型の当接面が上記ひな形の表面に面接するように、上記基型とひな形を密着させて組立体を形成する組立工程と、この組立体を真空容器内に配置して真空引きする真空工程と、真空中で上記基型の背面側から上記複数の遊挿孔にペースト状の型材料を供給する供給工程と、型材料を供給した上記組立体を大気開放して上記型材料を上記複数の遊挿孔に充填する開放工程と、上記複数の遊挿孔に充填した型材料を硬化させて複数の補型を形成する硬化工程と、上記ひな形を上記基型および補型から離型する離型工程と、を備えている。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記発明によると、ひな形と基型を密着させた組立体を真空容器内に配置して複数の遊挿孔内に型材料を供給し、大気開放して各遊挿孔に対して型材料を隙間無く充填するようにしたため、スペーサ構体のスペーサをより高い寸法精度で形成できる成形型を提供できる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
上型３６ａおよび下型３６ｂは、ここでは図示を省略してあるが、それぞれ、各スペーサを非接触状態で収容可能な大きさを有する複数の遊挿孔を有する基型、および各遊挿孔内に形成された補型を有する。補型は、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され、それぞれ１つのスペーサ形成穴４０を有する。上型３６ａおよび下型３６ｂ（以下、総称して成形型３６と称する場合もある）の詳細については、後に詳述する。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上型３６ａは、第１スペーサ３０ａを形成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を形成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。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
ところで、上述したスペーサ構体２２のスペーサ３０ａ、３０ｂ（以下、総称してスペーサ３０と称する場合もある）は、微細にして多数形成する必要がある。このため、スペーサ３０を形成するための成形型３６には、各スペーサに対応した極めて微細な多数のスペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ（以下、総称してスペーサ形成穴４０と称する場合もある）を形成しておく必要がある。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
まず、図８に示すような基型７１、および図９に示すようなひな形７２を用意する。ひな形７２は、成形対象となるスペーサ３０（第１スペーサ３０ａ或いは第２スペーサ３０ｂ）と同じ形状の複数のスペーサ３０’をグリッド２４と略同じ寸法の板状部材２４’の表面２４０に同じ間隔で突設した形状を有する。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
また、本実施の形態の製造方法によると、ひな形７２と基型７１を組み合わせた組立体８０を真空容器９０内に配置して、真空中で硬化性樹脂９５を複数の遊挿孔７５内に供給するようにしたため、大気開放した際に硬化性樹脂９５を隙間無く充填でき、スペーサ構体２２のスペーサ３０をより高い寸法精度で形成できる成形型を提供できる。