(57)【要約】【課題】この発明は、スペーサ構体のグリッドにスペーサを高精度に位置合わせできるグリッド、このスペーサ構体の製造方法、製造装置、スペーサ構体の検査方法、および検査装置を提供することを課題とする。【解決手段】ＳＥＤに組み込まれるスペーサ構体のグリッド２４には、予め特定のスペーサに対して複数の基準孔７１が形成されている。スペーサ構体を製造する際、グリッド２４の裏面側から面光源７２により照明し、基準孔７１の透過光をカメラ７４で撮像するとともに、上型３６ａのスペーサ形成穴内に充填されているスペーサ形成材料４６を対向する２つの光源７８ａ、７８ｂにより５〜１５度程度の角度から照明し、スペーサ形成材料４６をカメラ７４で撮像する。オペレータは、モニタ７６を介して表示されている撮像画像を見てグリッド２４と上型３６ａを相対的に移動させ、スペーサをグリッド２４に対して位置合わせする。【選択図】      図９
2005141988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドであって、
透過光を位置合わせ用のマークとして検出することによりグリッドの表面に突設されるスペーサとグリッドを位置合わせするための基準孔を有することを特徴とするグリッド。
【請求項２】
上記基準孔は、特定のスペーサに対して複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のグリッド。
【請求項３】
平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体を製造する方法であって、
スペーサの位置合わせのための基準孔を有する板状のグリッドを用意する工程と、
上記グリッドの表面に面接する対向面、およびこの対向面に開口した複数のスペーサ形成穴を有し、透明な材料により形成された成形型を用意する工程と、
上記成形型の複数のスペーサ形成穴にスペーサ形成材料を充填する工程と、
スペーサ形成材料を充填した上記成形型の上記対向面を上記グリッドの表面に対向させる工程と、
上記成形型から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の照明工程と、
上記グリッドから離間した上記成形型の裏面側から上記基準孔を介してその透過光を位置合わせ用のマークとして検出するとともに上記スペーサ形成穴に充填されたスペーサ形成材料を検出する工程と、
この検出結果に基づいて上記グリッドと上記成形型を位置合わせする工程と、
位置合わせした上記グリッドと上記成形型を密着させて上記スペーサ形成材料を硬化させる工程と、
上記グリッドから上記成形型を離間させ、硬化したスペーサ形成材料と成形型を離型する工程と、
を有することを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
【請求項４】
上記成形型を介して上記スペーサ形成穴に充填されたスペーサ形成材料を照明する第２の照明工程をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項５】
上記第２の照明工程では、上記成形型の対向面に対して０〜３０度の角度、好ましくは０〜２０度の角度を有する方向から上記スペーサ形成材料を照明することを特徴とする請求項４に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項６】
上記第２の照明工程では、上記スペーサ形成穴を挟んで対向する２方向からスペーサ形成材料を照明することを特徴とする請求項５に記載のスペーサ構体の製造方法。
【請求項７】
平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体を製造する装置であって、
スペーサの位置合わせのため設けられた基準孔を有する板状のグリッドと、このグリッドに対向する対向面、およびこの対向面に開口した複数のスペーサ形成穴を有し、これら複数のスペーサ形成穴内にスペーサ形成材料を充填した、透明な材料により形成された成形型と、を対向させて保持する保持機構と、
上記対向したグリッドと成形型を上記対向面に沿った方向に相対的に移動させる移動機構と、
上記成形型から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の光源と、
上記グリッドから離間した上記成形型の裏面側から上記基準孔を介してその透過光を位置合わせ用のマークとして撮像するとともに上記成形型を介して上記スペーサ形成穴内に充填されたスペーサ形成材料を撮像する撮像装置と、
この撮像装置で撮像した画像を表示する表示部と、
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８】
上記成形型を介して上記スペーサ形成穴内に充填されたスペーサ形成材料を照明する第２の光源をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載のスペーサ構体の製造装置。
【請求項９】
上記第２の光源は、上記成形型の対向面に対して０〜３０度の角度、好ましくは０〜２０度の角度を有する方向から上記スペーサ形成材料を照明する位置に配置されてい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。
【請求項１０】
上記第２の光源は、上記スペーサ形成穴を挟んで対向する２方向からスペーサ形成材料を照明する２つの光源を有することを特徴とする請求項９に記載のスペーサ構体の製造装置。
【請求項１１】
上記スペーサ形成材料は、ガラスフィラーを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のスペーサ構体の製造装置。
【請求項１２】
複数のスペーサを突設したグリッドにスペーサを位置合わせするための基準孔を有し、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体の検査方法であって、
上記スペーサが突設された表面から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の照明工程と、
上記グリッドの表面側から上記基準孔を介してその透過光を検出するとともに上記スペーサを検出する工程と、
この検出結果に基づいて上記スペーサを検査する工程と、
を有することを特徴とするスペーサ構体の検査方法。
【請求項１３】
上記グリッドの表面に対して０〜３０度の角度、好ましくは０〜２０度の角度を有する方向から上記スペーサを照明する第２の照明工程をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載のスペーサ構体の検査方法。
【請求項１４】
上記第２の照明工程では、上記スペーサを挟んで対向する２方向からスペーサを照明することを特徴とする請求項１３に記載のスペーサ構体の検査方法。
【請求項１５】
複数のスペーサを突設したグリッドにスペーサを位置合わせするための基準孔を有し、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体の検査装置であって、
上記スペーサが突設された表面から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の光源と、
上記グリッドの表面側から上記基準孔を撮像するとともに上記スペーサを撮像する撮像装置と、
この撮像装置で撮像した画像を表示する表示部と、
を備えていることを特徴とするスペーサ構体の検査装置。
【請求項１６】
上記グリッドの表面に対して０〜３０度の角度、好ましくは０〜２０度の角度を有する方向から上記スペーサを照明する第２の光源をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載のスペーサ構体の検査装置。
【請求項１７】
上記第２の光源は、上記スペーサを挟んで対向する２方向からスペーサを照明する２つの光源を有することを特徴とする請求項１６に記載のスペーサ構体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッド、スペーサ構体の製造方法、製造装置、スペーサ構体の検査方法、および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置により、アライメントマークなど光学的特徴を有する対象物を撮影し、その撮影画像を、画像処理装置などで解析し、対象物の位置を測定する方法がある。この方法は、露光装置における基板の位置合わせ（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）や、スクリーン印刷装置における位置合わせ（例えば、特許文献４参照。）、さらには、近年開発が盛んに行われている、陰極線管に代わる次世代の軽量、薄型の平面表示装置における位置合わせ、例えば、液晶ディスプレイの基板の位置合わせ（例えば、特許文献５参照。）、平面表示装置の外囲器の位置合わせ（例えば、特許文献６参照。）、などに利用されている。
【０００３】
上記の位置合わせ方法では、位置合わせをする対象物の開発が進むにつれて、対象物の高精細化が進み、その位置合わせ精度に関しても、さらなる高精度化が求められている。
【特許文献１】特開２００２−３３３７２１号公報
【特許文献２】特開２００２−２８８６７８号公報
【特許文献３】特開２００２−５５４５８号公報
【特許文献４】特開２００２−２３４１３１号公報
【特許文献５】特開２００２−２５７５１４号公報
【特許文献６】公開平１０−５５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドにスペーサを高精度に位置合わせできるグリッド、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。
【０００５】
また、この発明の他の目的は、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドに突設されたスペーサの位置を高精度に検出できるスペーサ構体の検査方法、および検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のグリッドは、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドであって、透過光を位置合わせ用のマークとして検出することによりグリッドの表面に突設されるスペーサとグリッドを位置合わせするための基準孔を有することを特徴とするグリッド。
【０００７】
また、本発明のスペーサ構体の製造方法は、スペーサの位置合わせのための基準孔を有する板状のグリッドを用意する工程と、上記グリッドの表面に面接する対向面、およびこの対向面に開口した複数のスペーサ形成穴を有し、透明な材料により形成された成形型を用意する工程と、上記成形型の複数のスペーサ形成穴にスペーサ形成材料を充填する工程と、スペーサ形成材料を充填した上記成形型の上記対向面を上記グリッドの表面に対向させる工程と、上記成形型から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の照明工程と、上記グリッドから離間した上記成形型の裏面側から上記基準孔を介してその透過光を位置合わせ用のマークとして検出するとともに上記スペーサ形成穴に充填されたスペーサ形成材料を検出する工程と、この検出結果に基づいて上記グリッドと上記成形型を位置合わせする工程と、位置合わせした上記グリッドと上記成形型を密着させて上記スペーサ形成材料を硬化させる工程と、上記グリッドから上記成形型を離間させ、硬化したスペーサ形成材料と成形型を離型する工程と、を有する。
【０００８】
また、本発明のスペーサ構体の製造装置は、スペーサの位置合わせのため設けられた基準孔を有する板状のグリッドと、このグリッドに対向する対向面、およびこの対向面に開口した複数のスペーサ形成穴を有し、これら複数のスペーサ形成穴内にスペーサ形成材料を充填した、透明な材料により形成された成形型と、を対向させて保持する保持機構と、上記対向したグリッドと成形型を上記対向面に沿った方向に相対的に移動させる移動機構と、上記成形型から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の光源と、上記グリッドから離間した上記成形型の裏面側から上記基準孔を介してその透過光を位置合わせ用のマークとして撮像するとともに上記成形型を介して上記スペーサ形成穴内に充填されたスペーサ形成材料を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した画像を表示する表示部と、を備えている。
【０００９】
上記発明によると、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体を製造する際に、位置合わせ用のマークとしてグリッドに予め形成された基準孔の透過光を検出でき、スペーサとグリッドを容易且つ高精度に位置合わせできる。
【００１０】
また、本発明のスペーサ構体の検査方法によると、複数のスペーサを突設したグリッドにスペーサを位置合わせするための基準孔を有し、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体の検査方法であって、上記スペーサが突設された表面から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の照明工程と、上記グリッドの表面側から上記基準孔を介してその透過光を検出するとともに上記スペーサを検出する工程と、この検出結果に基づいて上記スペーサを検査する工程と、を有する。
【００１１】
更に、本発明のスペーサ構体の検査装置は、複数のスペーサを突設したグリッドにスペーサを位置合わせするための基準孔を有し、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体の検査装置であって、上記スペーサが突設された表面から離間した上記グリッドの裏面側から照明する第１の光源と、上記グリッドの表面側から上記基準孔を撮像するとともに上記スペーサを撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像した画像を表示する表示部と、を備えている。
【００１２】
上記発明によると、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体を検査する際に、グリッドに予め形成された基準孔の透過光を検出でき、グリッドに突設されたスペーサの位置を容易且つ高精度に検出できる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のスペーサ構体のグリッド、スペーサ構体の製造方法、および製造装置によると、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドにスペーサを高精度に位置合わせできる。
【００１４】
また、この発明のスペーサ構体の検査方法、および検査装置によると、平面表示装置に組み込まれるスペーサ構体のグリッドに突設されたスペーサの位置を高精度に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本発明が適用される平面表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１６】
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フェースプレート１０およびリアプレート１２を備え、これらのプレートは約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、フェースプレート１０およびリアプレート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。
【００１７】
フェースプレート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。
【００１８】
リアプレート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（エミッタ）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、リアプレート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の外部に引き出されている。
【００１９】
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、フェースプレート１０の周縁部およびリアプレート１２の周縁部に封着され、これらのプレート同志を接合している。
【００２０】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、フェースプレート１０およびリアプレート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３０ａ、３０ｂと、で構成されている。
【００２１】
詳細に述べると、グリッド２４はフェースプレート１０の内面と対向した第１表面２４ａおよびリアプレート１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらのプレート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。
【００２２】
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。
【００２３】
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を介してフェースプレート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、リアプレート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、リアプレート１２の内面上に設けられた配線２１上に位置している。
【００２４】
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の第１および第２表面２４ａ、２４ｂ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。
【００２５】
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。
【００２６】
上記のように構成されたスペーサ構体２２はフェースプレート１０およびリアプレート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、フェースプレート１０およびリアプレート１２の内面に当接することにより、これらのプレートに作用する大気圧荷重を支持し、プレート間の間隔を所定値に維持している。
【００２７】
ＳＥＤは、グリッド２４およびフェースプレート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。
【００２８】
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。
【００２９】
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を製造する方法について説明する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、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用いた。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
そして、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。
【００４２】
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５０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、硬化してグリッド２４に転写されたスペーサ形成材料４６をグリッド２４側に残すように、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から離型する。
【００４３】
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。
【００４４】
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の設けられたフェースプレート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が接合されたリアプレート１２と、を用意しておく。
【００４５】
続いて、上記のようにして得られたスペーサ構体２２をリアプレート１２上に位置決め配置する。この状態で、フェースプレート１０、リアプレート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を介してフェースプレートをリアプレートに接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤが製造される。
【００４６】
ところで、上述したスペーサ構体２２の第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂ（以下、スペーサ３０として総称する場合もある。）は、フェースプレート１０の内面に設けられた蛍光体スクリーン１６の各色蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、またはリアプレート１２の内面に設けられた電子放出素子１８に接触することのないように、極めて細い柱状に形成されている。また、スペーサ３０は、蛍光体スクリーン１６で発生する反射電子や２次電子によりチャージアップされ、スペーサ３０の近傍を通過する電子ビームがスペーサ３０に吸引されてしまう問題が生じる。このため、各スペーサ３０をフェースプレート１０およびリアプレート１２に対して極めて高精度に位置決めする必要がある。
【００４７】
一方、スペーサ３０は、上述したように、上型３６ａおよび下型３６ｂを用いてグリッド２４の表面に対して高精度に位置決めされて転写されるため、スペーサ３０を各プレート１０、１２に対して高精度に位置決めするためには、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４に対して高精度に位置決めしてスペーサ３０をグリッド２４に転写した上で、このスペーサ構体２２を各プレート１０、１２に対して高精度に位置決めする必要がある。本発明は、スペーサ３０をグリッド２４に対して高精度に位置決めして転写するためのものである。
【００４８】
以下、スペーサ３０をグリッド２４に対して高精度に位置合わせするための本発明の実施の形態に係るグリッド２４、位置合わせ方法、および位置合わせ装置について、図８および図９を参照して説明する。尚、スペーサ３０の位置合わせは、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂにスペーサ形成材料を充填した上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４の両面に密着させた組立体４２を真空容器５０に投入する前で上型３６ａまたは下型３６ｂがグリッド２４表面に対して所定ギャップを介して対向した状態で実施される。ここでは、グリッド２４の第１表面２４ａに複数の第１スペーサ３０ａを高精度に位置合わせして転写する場合について代表して説明するが、第２スペーサ３０ａを位置合わせする場合についても同様である。
【００４９】
図８には、本発明の実施の形態に係るグリッド２４の第１表面２４ａ（表面）に第１スペーサ３０ａを突設した状態の斜視図を示してある。グリッド２４には、上述したように、多数の電子ビーム通過孔２６が形成されており、電子ビーム通過孔２６とは別の位置に、複数の基準孔７１がグリッド２４を貫通して設けられている。基準孔７１の個数、位置、形状等は、任意に変更可能であるが、位置合わせのためのサンプルとなる特定の第１スペーサ３０ａの転写位置を確実且つ容易に特定できるものであることが望ましい。本実施の形態では、円形の４つの基準孔７１を特定の第１スペーサ３０ａを挟んで互いに対向する位置関係で９０度ずつ角度を異ならせてグリッド２４に形成した。
【００５０】
図９には、上記基準孔７１を有するグリッド２４と上型３６ａを相対的に位置合わせする本発明の製造装置として機能する位置合わせ装置７０（以下、単に、装置７０と称する）の概略構成を示してある。装置７０は、位置合わせの対象となるグリッド２４を第２表面２４ｂ側（裏面側）から照明する面光源７２（第１の光源）を有する。グリッド２４は、図示しないＸＹステージ（移動機構）を介して水平な状態を保って保持されており、水平方向に移動自在となっている。面光源７２は、グリッド２４の第２表面２４ｂに対して略垂直な方向（図中下方）から平行光をグリッド２４に照射する。
【００５１】
図示しないＸＹステージによって水平状態に保持されたグリッド２４の上方には、多数のスペーサ形成穴４０ａ内にスペーサ形成材料４６を充填した状態の上型３６が、その対向面（スペーサ形成穴４０ａが開口した面）を下にして図示しない保持機構によって保持固定されて第１表面２４ａに対して所定のギャップを介して対向配置されている。保持機構は、上型３６ａの対向面を水平な状態にして所定位置に固定するとともに、上型３６ａをグリッド２４に対して離接可能となっている。つまり、上型３６ａは、グリッド２４に対する水平方向に関する位置合わせが終わった後、保持機構の動作によってグリッド２４に密着される。
【００５２】
上型３６ａの上方、すなわちグリッド２４から離間した背面側で上方に離間した位置には、上型３６ａを介してグリッド２４の第１表面２４ａおよびスペーサ形成穴４０ａ内に充填されたスペーサ形成材料４６を撮像するためのカメラ７４（撮像装置）が設けられている。カメラ７４には、信号処理装置７５を介してモニタ７６（表示部）が接続され、撮像画像を表示可能となっている。しかして、オペレータは、この画像を見てＸＹステージを操作し、グリッド２４と上型３６ａとの水平方向に沿った相対位置を調整するようになっている。
【００５３】
また、上型３６ａの斜め上方であって、検出対象となる特定の第１スペーサ３０ａを挟んで対向する位置には、２つのスペーサ照明用の光源７８ａ、７８ｂ（第２の光源）が設けられている。２つの光源７８ａ、７８ｂは、第１スペーサ３０ａを両側から挟む方向からそれぞれ第１スペーサ３０ａの側面を照明する位置に配置されている。具体的には、光源７８ａ、７８ｂは、その照明方向が上型３６ａの対向面と成す角度が０〜３０度の範囲、好ましくは０〜２０度の範囲内となる位置に配置される。つまり、光源７８ａ、７８ｂの照明方向が３０度を超えて大きくなると、グリッド２４の第１表面２４ａによって照明光が反射され、カメラ７４に反射光が入射され、画像信号のＳ／Ｎ比が低下される。特に、Ｓ／Ｎ比を高めるため、光源７８ａ、７８ｂの位置は、照明方向が対向面に対して２０度以下となる位置にすることが望ましい。
【００５４】
本実施の形態では、スペーサ３０の形状を図８に示すように偏平な柱状としたため、スペーサ照明用の光源７８ａ、７８ｂは、スペーサ３０の側面積が比較的大きい方向（図中矢印Ｌ方向）からスペーサ３０を照明可能な位置に配置した。尚、本実施の形態では、照明方向は、上型３６ａの対向面に対して５〜１５度の間で変化させ、Ｓ／Ｎ比が最も高くなる角度を選択した。これにより、グリッド２４の第１表面２４ａを明るく照明することなく、第１スペーサ３０ａだけを効果的に照明することができ、カメラ７４で撮像する画像信号のＳ／Ｎ比を高めることができる。また、本実施の形態では、照明光は、可視光とした。
【００５５】
上記構成の装置７０を用いてグリッド２４と上型３６ａを水平方向に関して位置合わせする場合、ＸＹステージによって保持したグリッド２４の第２表面２４ｂ側から面光源７２によって照明光を照射する。また、保持機構によって所定位置に保持した上型３６ａを介してスペーサ形成穴４０ａ内に充填されたスペーサ形成材料４６を２つの光源７８ａ、７８ｂによって照明する。このとき、グリッド２４の第１表面２４ａと上型３６ａの対向面との間には僅かなギャップが設けられている。
【００５６】
この状態で、オペレータがモニタ７６を見てＸＹステージを操作し、グリッド２４と上型３６ａを位置合わせする。このとき、グリッド２４の複数の電子ビーム通過孔２６および複数の基準孔７１を通過した面光源７２からの光がカメラ７４に入射する。また、このとき、２つの光源７８ａ、７８ｂによって照明された第１スペーサ３０ａが照明光を乱反射して光り、第１スペーサ３０ａの像がカメラ７４によって撮像される。つまり、スペーサ形成材料４６が上述したようにガラスフィラーを含む材料により形成されているため、第１スペーサ３０ａに入射した光が乱反射する。反面、グリッド２４の第１表面２４ａは照明されないため、第１表面２４ａは暗い画像としてカメラ７４によって撮像される。
【００５７】
このため、オペレータは、モニタ７６を介して明表示された基準孔７１よおびスペーサ形成材料４６を容易且つ確実に視認でき、グリッド２４と上型３６ａの水平方向に関する相対位置を確実且つ容易に位置合わせできる。位置合わせ後、保持機構が動作されて、上型３６ａの対向面がグリッド２４の第１表面２４ａに密着される。
【００５８】
以上のように、本発明によると、スペーサ構体２２のグリッド２４に位置合わせのための基準孔７１を設け、この基準孔７１を通過する光を位置合わせ用のマークとして検出し、スペーサ３０をグリッド２４に対して位置合わせするようにしたため、グリッド２４に対してスペーサ３０を容易且つ高精度に位置合わせできる。
【００５９】
次に、グリッド２４にスペーサ３０を転写したスペーサ構体２２を検査する検査装置８０に本発明を適用した場合について、図１０を参照して説明する。尚、この検査装置８０は、上述したＸＹステージを持たない以外、位置合わせ装置７０と略同じ構造を有するため、同様に機能する構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６０】
すなわち、検査装置８０では、スペーサ構体２２を図示しない保持機構によって面光源７２の上方に水平状態で保持し、グリッド２４の第２表面２４ｂ側から照明する。また、このとき、２つの光源７８ａ、７８ｂによって第１スペーサ３０ａの両側面を照明する。これにより、モニタ７６を介して基準孔７１および第１スペーサ３０ａが明表示され、グリッド２４の所定位置に第１スペーサ３０ａが正確に転写されているか否かを容易に確認することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
例えば、上述した実施の形態に係る位置合わせ装置７０では、グリッド２４をＸＹステージにセットして上型３６ａを保持機構によって保持した場合について説明したが、これに限らず、上型３６ａを保持機構によって保持固定し、グリッド２４をＸＹステージにセットして相対移動可能にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明の実施の形態に係る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】この発明の実施の形態に係るスペーサ構体を示す部分拡大斜視図。
【図９】図８のスペーサ構体を製造するための製造装置の構成を示す概略図。
【図１０】図８のスペーサ構体を検査するための検査装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００６４】
１０…フェースプレート、
１２…リアプレート、
１４…側壁、
１５…真空外囲器、
２２…スペーサ構体、
２４…グリッド、
２４ａ…第１表面、
２４ｂ…第２表面、
３０…スペーサ、
３０ａ…第１スペーサ、
３０ｂ…第２スペーサ、
３６ａ…上型、
３６ｂ…下型、
４６…スペーサ形成材料、
７０…位置合わせ装置、
７１…基準孔、
７２…面光源、
７４…カメラ、
７６…モニタ、
７８ａ、７８ｂ…光源、
８０…検査装置。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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