JP2005322459A - スペーサ構体の製造方法、およびスペーサ構体の製造に用いる成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、スペーサを破壊することなく成形型を離型できるスペーサ構体の製造方法、およびスペーサ構体の製造に用いる成形型を提供することを課題とする。
【解決手段】スペーサ構体２２を製造する場合、上型３６ａの当接面に開口した複数のスペーサ形成穴４０ａ内にスペーサ形成材料を充填し、当接面をグリッド２４の第１表面に面接させて密着させ、スペーサ形成材料を硬化させる。この後、上型３６ａの背面に開口した複数の吸引穴４１ａにバキュームパッド７１を吸着させて吸引穴４１ａを真空引きし、スペーサ形成穴４０ａとスペーサ３０ａ表面との間に隙間を形成するように上型３６ａを弾性変形させる。
【選択図】 図１１

Description

この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることによりカラー画像を表示する表示装置に組み込まれるスペーサ構体の製造方法、およびスペーサ構体の製造に用いる成形型に関する。

近年、陰極線管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・ディスプレイの一種として、表面伝導型電子放出素子を電子源として有する表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。

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。

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の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る。

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。

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。

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枚の成形型を取り外し、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および引用文献２）。

しかし、上述したようにスペーサ形成材料を硬化させた後、金属板から２枚の成形型を取り外す際、金属板に転写されて硬化された複数のスペーサを壊すことのないように、成形型と金属板を互いに平行な状態を維持したまま一気に引き剥がすため、両者の間に大きな離型抵抗が生じる。このように、金属板と成形型との間の離型抵抗が大きいと、金属板に転写されたスペーサが破壊され或いは変形し易くなる。スペーサが破壊或いは変形されると、スペーサ構体の強度が低下して十分に満足のいく性能を発揮できなくなる問題が生じる。
特開２００１−２７２９２６号公報 特開２００１−２７２９２７号公報

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、スペーサを破壊または変形することなく成形型を離型できるスペーサ構体の製造方法、およびスペーサ構体の製造に用いる成形型を提供することにある。

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、上記板状部材の表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、上記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、および上記背面に開口するように上記複数のスペーサ形成穴に対応して設けられた吸引穴を有し、弾性変形可能な材料により形成された成形型を用意する工程と、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、スペーサ形成材料を硬化させて、板状部材の表面にスペーサを転写する硬化工程と、上記吸引穴を真空引きすることで上記成形型を弾性変形させて、上記硬化工程にて硬化されて上記板状部材の表面に転写された複数のスペーサとそれぞれ対応するスペーサ形成穴との間に隙間を形成する隙間形成工程と、上記板状部材の表面と成形型の当接面を引き離し、上記複数のスペーサとそれぞれ対応するスペーサ形成穴とを離型する離型工程と、を有することを特徴とする。

また、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、この当接面から離間した背面、上記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、および上記背面に開口するように上記複数のスペーサ形成穴に対応して設けられた吸引穴を有し、弾性変形可能な材料により形成されたことを特徴とする。

上記発明によると、スペーサを板状部材に転写した後、成形型の背面に開口した吸引穴を吸引して成形型を弾性変形させて、スペーサとスペーサ形成穴との間に隙間を形成するようにしたため、従来のように成形型を板状部材から一気に離間させても、板状部材と成形型との間の離型抵抗を小さくでき、板状部材に転写されたスペーサを破壊または変形することなく成形型を離型できる。

この発明によると、板状部材にスペーサを突設したスペーサ構体を製造する際、スペーサを破壊または変形することなくスペーサ構体と成形型を離型できる。

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。

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。

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。

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を駆動するための多数本の配線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。

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。

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３０ａ、３０ｂと、で構成されている。

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。

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。

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、より具体的には、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。

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。

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。

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。

また、上述した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。

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Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、駆動信号に応じた画像を表示する。

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図５乃至図７を参照して説明する。

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。上型３６ａおよび下型３６ｂは、紫外線を透過する材料であるとともに弾性変形可能な材料、例えば、シリコン、透明ポリエチレンテレフタレート、テフロン、ナイロンなどの材料により形成する。また、本実施の形態では、グリッド２４として、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を形成したものを用意した。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した。

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。各スペーサ形成穴４０ａは、それぞれ、上型３６ａがグリッド２４の第１表面２４ａに対向する面（以下、当接面と称する）に開口しているとともに、第１スペーサ３０ａに対応する位置および形状に形成されている。また、上型３６ａは、それぞれ、第１スペーサ３０ａに対応する複数の有底の吸引穴４１ａを有する。各吸引穴４１ａは、それぞれ、上型３６ａのグリッド２４から離間した背面に開口している。

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がグリッド２４の第２表面２４ｂに対向する面（以下、当接面と称する）に開口しているとともに、第２スペーサ３０ｂｂに対応する位置および形状に形成されている。また、下型３６ｂは、それぞれ、第２スペーサ３０ｂに対応する複数の有底の吸引穴４１ｂを有する。各吸引穴４１ｂは、それぞれ、下型３６ｂのグリッド２４から離間した背面に開口している。

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。

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。なお、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。

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。そして、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ内に充填されたスペーサ形成材料を硬化させて第１スペーサ３０ａおよび第２スペーサ３０ｂをグリッド２４に転写する。ここで真空容器５０について詳細に説明する。

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。

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。

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を載置して、例えば、上型３６ａを第１主壁５２と対向させる。

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。

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。

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。

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。

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。成形型３６の離型方法については後に詳述する。

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。

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。

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。

ところで、上述した実施の形態のように、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂをグリッド２４の両面に形成するため、複数の有底のスペーサ形成穴４０ａ、４０ｂを有する上型３６ａおよび下型３６ｂを用いた場合、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ内に充填したスペーサ形成材料を紫外光により硬化させた後、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４両面から離型する際、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ内に負圧を生じる。つまり、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂが有底の穴であるため、硬化したスペーサ３０ａ、３０ｂを引き抜く際に、穴とスペーサとの間に吸盤のような真空吸着力が発生し、大きな離型抵抗が生じる。このため、上型３６ａおよび下型３６ｂをグリッド２４から離型する際、スペーサ形成穴４０ａ、４０ｂ内で硬化させたスペーサ３０ａ、３０ｂに応力が作用し、スペーサ３０ａ、３０ｂが根元から破断したり変形したりする問題が生じていた。

本実施の形態では、上述したスペーサ３０ａ、３０ｂの破断や変形の問題を解決するため、スペーサ形成材料４６を硬化させた状態の組立体４２を、真空容器５０から取り出した後、図７に示すように、複数のバキュームパッド７１（吸着部材）を上型３６ａの背面側に形成された複数の吸引穴４１ａおよび下型３６ｂの背面側に形成された複数の吸引穴４１ｂに吸着させ、上型３６ａおよび下型３６ｂを弾性変形させてスペーサ３０ａ、３０ｂから離型するようにした。

以下、上型３６ａおよび下型３６ｂを離型する方法について詳細に説明する。尚、ここでは、上型３６ａをグリッド２４の第１表面２４ａから離型する場合について代表して説明するが、下型３６ｂをグリッド２４の第２表面２４ｂから離型する場合も同様である。

図８には、上型３６ａを背面側から見た部分拡大断面図を代表して示してある。本実施の形態では、上型３６ａの当接面に開口した複数のスペーサ形成穴４０ａが縦横に整列しており、各スペーサ形成穴４０ａに対応して上型３６ａの背面に開口して設けられた複数の吸引穴４１ａが複数のスペーサ形成穴４０ａの間に千鳥状に配置されている。言い換えると、各スペーサ形成穴４０ａを中心にして周囲を囲むようにそれぞれ４つの吸引穴４１ａが配置されている。各スペーサ形成穴４０ａは、上述したようにスペーサ３０ａの形状と一致する円錐台形状に形成されており、各吸引穴４１ａは、少なくとも１つのスペーサ形成穴４０ａの容積より大きい容積を有する円錐形状に形成されている。

つまり、各吸引穴４１ａにバキュームパッド７１を取り付けて真空引きすることにより、各スペーサ形成穴４０ａが４方に広がる方向に上型３６ａが弾性変形し、硬化した各スペーサ３０ａと対応するスペーサ形成穴４０ａとの間に略均一な隙間が形成される。これにより、離型抵抗が略ゼロの状態で上型３６ａを離型することができる。尚、吸引穴４１ａの位置および形状は、図８に例示したものに限らず、各スペーサ３０ａの周囲とスペーサ形成穴４０ａとの間に略均一な隙間を形成できる位置および形状であれば良い。

例えば、図９に示すように、複数のスペーサ形成穴４０ａの間で複数列に並んだ吸引溝４３（吸引穴）を設けて各溝４３に隣接する複数のスペーサ形成穴４０ａをまとめて弾性変形させるようにしても良い。この場合、各吸引溝４３の容積は、片側に隣接する対応する複数のスペーサ形成穴４０ａの容積を足した容積より少なくとも大きい容積に設定することが望ましい。また、この場合、細長い吸引溝を密閉した状態で真空引きできる細長いバキュームパッドを用意する必要がある。

図１０には、上型３６ａを離型するための離型装置のブロック図を示してある。離型装置の動作を制御する制御部７０には、上述した複数のバキュームパッド７１の内部に負圧を生じさせるための吸引ポンプ７２、および複数のバキュームパッド７１を支持した支持部材７４をグリッド２４に対して離接させるための離接機構７６が接続されている。図１１に示すように、バキュームパッド７１は、上型３６ａの背面に開口した吸引穴４１ａを密閉した状態で吸着する吸盤７１ａ、およびこのこの吸盤７１ａに気密な状態で連通した蛇腹状の伸縮部分７１ｂを有する。伸縮部分７１ｂの吸盤７１ａから離間した側の端部は、吸引ポンプ７２に接続されている。尚、支持部材７４は、全ての吸盤７１ａが面一になるように各バキュームパッド７１を位置決めして保持する。

以下、図１１を参照して上述した上型３６ａを離型する動作について説明する。
上記構造の離型装置を用いて上型３６ａを離型する場合、まず、図１１（ａ）に示すように、組立体４２を所定位置に配置する。そして、図１１（ｂ）に示すように、上型３６ａの背面に開口した複数の吸引穴４１ａを密閉するように、複数のバキュームパッド７１の吸盤７１ａを上型３６ａの背面に密着させる。このとき、離型装置の制御部７０が離接機構７６を制御して、所定位置に配置された組立体４２に対して支持部材７４を下降させる。

そして、制御部７０が吸引ポンプ７２を動作させて、各バキュームパッド７１を真空引きし、吸盤７１ａを吸着させるとともに伸縮部分７１ｂを収縮させる。これにより、各バキュームパッド７１が吸着した上型３６ａの各吸引穴４１ａが真空引きされて図１１（ｃ）に示すように細長く変形し、隣接するスペーサ形成穴４０ａが膨張する方向に弾性変形する。同時に、伸縮部分７１ｂが収縮し、各バキュームパッド７１によって吸着された上型３６ａがグリッド２４に対して僅かに離間上昇される。

つまり、各吸引穴４１ａが真空引きされることにより、吸引穴４１ａに隣接するスペーサ形成穴４０ａが対応するスペーサ３０ａの表面から離間する方向に広げられ、全てのスペーサ３０ａとスペーサ形成穴４０ａとの間に隙間が形成される。特に、本実施の形態では、複数のスペーサ形成穴４０ａと複数の吸引穴４１ａを千鳥状に配置したため、各スペーサ３０ａの周囲に略均一な隙間が形成される。また、各バキュームパッド７１の伸縮部分７１ｂが収縮することにより、グリッド２４の第１表面２４ａと上型３６ａの当接面との間にも僅かな隙間が形成される。

この後、制御部７０が離接機構７６を制御して、複数のバキュームパッド７１を支持した支持部材７４を上昇させ、バキュームパッド７１に吸着された上型３６ａをグリッド２４から離間せしめて、図１１（ｄ）に示すように上型３６ａをスペーサ構体２２から離型する。

以上のように、本実施の形態によると、成形型３６（上型３６ａおよび下型３６ｂ）の背面に形成した複数の吸引穴４１（４１ａ、４１ｂ）にバキュームパッド７１を吸着せしめて全ての吸引穴４１を真空引きし、成形型３６を弾性変形させてスペーサ３０（３０ａ、３０ｂ）とスペーサ形成穴４０（４０ａ、４０ｂ）との間に隙間を形成するようにしたため、両者の間の離型抵抗を極めて低くすることができ、従来のように成形型をグリッドから一気に引き剥がしても、グリッド２４に転写したスペーサ３０を破壊または変形してしまう不具合を防止できる。

また、本実施の形態によると、バキュームパッド７１が吸盤７１ａと伸縮部分７１ｂを有するため、成形型３６の吸引穴４１を真空引きすると同時に成形型３６の当接面とスペーサ構体２２のグリッド表面との間にも隙間を形成することができ、両者の間の離型抵抗をより低減することができ、離型抵抗を略ゼロにすることができる。つまり、本実施の形態によると、吸引ポンプ７２を用いて複数のバキュームパッド７１内に負圧を発生させるだけの簡単な動作により、成形型３６の離型動作を行なうことができ、グリッド２４に転写されたスペーサ３０を破壊または変形してしまうことをより確実に防止できる。

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。

例えば、上述した実施の形態では、組立体４２の上型３６ａをグリッド２４から離型する場合について代表して説明したが、下型３６ｂを離型する場合に本発明を適用できることは言うまでもない。

また、上述した実施の形態では、各バキュームパッド７１の伸縮部分７１ｂの形状を１つの蛇腹として図示したが、伸縮部分７１ｂの形状は、内部に生じる負圧によって収縮可能な形状であればいかなる形状であっても良く、蛇腹部分の数も任意に変更可能である。或いは、伸縮部分７１ｂは、本発明の必須の構成ではなく、少なくとも成形型３６の吸引穴４１を吸引して成形型３６を変形させることにより、スペーサ３０とスペーサ形成穴４０との間に隙間が形成できれば良い。

さらに、本発明は、上述したＳＥＤに限らず、ＦＥＤなどの他の画像表示装置に適用することも可能である。

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１のＳＥＤを線分II-IIに沿って切断した断面図。 図１のＳＥＤを部分的に拡大して示す断面図。 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。 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。 上型を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。 上型の背面に吸引溝を形成した例を示す部分拡大断面図。 スペーサ構体を製造するための離型装置の概略構成を示すブロック図。 成形型の離型動作を説明するための動作説明図。

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、３６ａ…上型、３６ｂ…下型、４０…スペーサ形成穴、４１…吸引穴、４２…組立体、４３…吸引溝、７０…制御部、７１…バキュームパッド、７１ａ…吸盤、７１ｂ…伸縮部分、７２…吸引ポンプ、７４…支持部材、７６…離接機構。

Claims (10)

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、
   上記板状部材の表面に面接する当接面、この当接面から離間した背面、上記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、および上記背面に開口するように上記複数のスペーサ形成穴に対応して設けられた吸引穴を有し、弾性変形可能な材料により形成された成形型を用意する工程と、
   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、スペーサ形成材料を硬化させて、板状部材の表面にスペーサを転写する硬化工程と、
   上記吸引穴を真空引きすることで上記成形型を弾性変形させて、上記硬化工程にて硬化されて上記板状部材の表面に転写された複数のスペーサとそれぞれ対応するスペーサ形成穴との間に隙間を形成する隙間形成工程と、
   上記板状部材の表面と成形型の当接面を引き離し、上記複数のスペーサとそれぞれ対応するスペーサ形成穴とを離型する離型工程と、
   を有することを特徴とするスペーサ構体の製造方法。
2. 上記隙間形成工程では、上記成形型の背面に開口した吸引穴を密閉するように吸着部材を吸着せしめて、該吸引穴を真空引きすることにより上記成形型を弾性変形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。
3. 上記離型工程では、上記吸引穴を真空引きした状態の上記吸着部材を上記板状部材から引き離す方向に移動することにより上記成形型を離型す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。
4. 上記隙間形成工程では、上記吸引穴を真空引きすることにより、上記複数のスペーサとスペーサ形成穴との間に隙間を形成すると同時に上記成形型の当接面と上記板状部材の表面との間に隙間を形成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。
5. 上記隙間形成工程では、上記各スペーサとスペーサ形成穴との間に隙間が形成されるまで上記吸引穴を真空引き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。
6. 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、この当接面から離間した背面、上記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、および上記背面に開口するように上記複数のスペーサ形成穴に対応して設けられた吸引穴を有し、弾性変形可能な材料により形成されたことを特徴とする成形型。
7. 上記吸引穴は、上記複数のスペーサ形成穴に対応して複数個設けられていることを特徴とする請求項６に記載の成形型。
8. 上記複数の吸引穴の容積は、それぞれ対応するスペーサ形成穴の容積より少なくとも大きいことを特徴とする請求項７に記載の成形型。
9. 上記吸引穴の形状および位置は、当該吸引穴を真空引きしたとき、対応するスペーサ形成穴とスペーサとの間に略均一な隙間が形成される形状および位置に設定されていることを特徴とする請求項８に記載の成形型。
10. 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６に記載の成形型。

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