JP2005141987A - スペーサ構体の基準型、およびこの基準型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、高い寸法精度を有し、スペーサ形状の微細加工が可能な基準型、および基準型の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】ＳＥＤのスペーサ構体の製造に用いる成形型を製造するための基準型７０は、金属材料により形成された板状部材７４、およびスペーサの母型となる複数本の樹脂材料により形成されたスペーサ部分７２を有する。板状部材７４の複数のスペーサ形成孔７５の内面７５ａに、金属粉７６を接着剤に混入した固着層を設け、樹脂材料を充填して硬化させる。
【選択図】 図８

Description

この発明は、平面表示装置、特にフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）のスペーサ構体の製造に用いる成形型を製造するための基準型、およびその製造方法に関する。

近年、平面表示装置としてフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、ＳＥＤの開発が進められている。

このＳＥＤは、所定の隙間を置いて対向配置されたフェースプレートおよびリアプレートを有し、これらのプレートは、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合するとともに内部を真空にすることにより真空外囲器を構成している。フェースプレートの内面には３色の蛍光体層が形成され、リアプレートの内面には、蛍光体を励起する電子放出源として、画素毎に対応する多数のエミッタが配列されている。各エミッタは、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。

また、両プレート間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、エミッタに対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されているとともに、フェースプレートおよびリアプレートの内面に当接することでプレート間の隙間を維持するための複数の柱状のスペーサが設けられている。

しかして、各エミッタから放出された電子ビームが、グリッドの対応するビーム通過孔を通り所望の蛍光体層上に収束され、蛍光体が励起発光されて画像が表示されるようになっている。

上記ＳＥＤにおいて、フェースプレート、リアプレート、および枠状の側壁によって閉塞された空間、すなわち真空外囲器の内部には、高い真空度が要求されている。真空度が低いと、エミッタの寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。このため、フェースプレートとリアプレートの間には、複数の柱状のスペーサが配置されており、大気圧によりフェースプレートやリアプレートが破壊されることを防止している。
複数のスペーサは、グリッドの多数のビーム通過孔の間に形成された複数の貫通孔に形成されスペーサ構体を構成する。スペーサ構体を製造する場合、グリッドの複数の貫通孔に対応した位置関係で複数のスペーサ開孔を有する２枚の成形型が用意される。各スペーサ開孔の形状は、貫通孔に形成されるスペーサの形状と一致する。そして、各貫通孔と各スペーサ開孔が整列するように、グリッドの両面に２枚の成形型を密着させ、整列したグリッドの貫通孔と成形型のスペーサ開孔内にペースト状のスペーサ形成材料を充填する。さらに、充填したスペーサ形成材料を硬化させた後、グリッドの両面から２枚の成形型を剥離し、スペーサのみがグリッドの貫通孔から突出したスペーサ構体が製造される。

一方、スペーサ構体を製造するための上述した成形型は、金属板に対して、エッチング、レーザ照射、機械加工等により、複数のスペーサ開孔を形成することにより製造される（例えば、特許文献１参照。）。或いは、スペーサ構体の母型となるスペーサ形状を有する基準型を作成して、この基準型に対して樹脂等を流し込み、型取りする方法等により、成形型を製造する方法も知られている。

上述した基準型を作成する場合、例えば剛性の高い金属材料を切削加工して複数のスペーサ部分を形成する方法が考えられるが、高い寸法精度でスペーサ部分を形成すること、およびスペーサ形状の微細加工が極めて困難であった。すなわち、切削抵抗により破壊が生じて削りだし加工が不可能となり、さらに、スペーサの本数を増加させようとした場合、工数、製作費用、および破損リスクが増加する問題が生じる。また、スペーサ表面の耐電圧性能を向上させるため、スペーサ表面に凹凸加工をすることが望ましいが、金属材料を切削により加工する方法ではスペーサ形状の微細加工は不可能であった。

また、スペーサを高い寸法精度で形成し且つスペーサ表面を微細加工するため、孔加工を施した雌型に樹脂材料を充填させて硬化させ基準型を製造する方法も考えられるが、樹脂材料特有の機械的剛性の低さ、熱膨張率の高さ、硬化の際に生じる収縮作用等により、満足のいく寸法精度を有する基準型を作成することは極めて困難であった。例えば、スペーサ構体のグリッドに相当する部位の熱膨張等によりスペーサ間の寸法精度が低くなり、実用に耐えることができなくなる問題があった。
特開２００３−５１２５５号公報（段落［００３０］）

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高い寸法精度を有し、スペーサ形状の微細加工が可能な基準型、および基準型の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の基準型は、板状のグリッドの表面に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を製造するための上記複数のスペーサの母型となる基準型であって、上記複数のスペーサに対応した複数のスペーサ開孔が開口する上記成形型の表面に面接する対向面を有し、金属材料により形成された板状部材と、この板状部材の上記対向面から突設され、樹脂材料により上記複数のスペーサと同じ形に形成された複数のスペーサ部分と、を備えている。

また、本発明の基準型の製造方法は、板状のグリッドの表面に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を製造するための上記複数のスペーサの母型となる複数のスペーサ部分を有する基準型を製造する方法であって、上記複数のスペーサに対応した複数のスペーサ開孔が開口する上記成形型の表面に面接する対向面、および上記複数のスペーサ部分を形成するため上記対向面にそれぞれ開口した複数のスペーサ形成孔を有し、金属材料により形成された板状部材を用意する工程と、上記複数のスペーサ形成孔に対応した複数の貫通孔をそれぞれ有する複数枚の板状の型部材を各貫通孔が上記板状部材の複数のスペーサ形成孔と整列するように上記対向面に重ねて密着させる工程と、上記板状部材の複数のスペーサ形成孔、および上記複数枚の型部材の複数の貫通孔内に樹脂材料を充填する工程と、充填した樹脂材料を硬化させて上記複数のスペーサ部分を形成する工程と、上記複数枚の型部材を上記板状部材から離間させて上記複数のスペーサ部分から離型する工程と、を有することを特徴とする。

上記発明によると、金属材料により形成された板状部材から樹脂材料によりスペーサ部分を突設したため、複数のスペーサ部分間の寸法精度を高めることができ、且つスペーサ部分の微細加工が可能となる。

この発明によると、高い寸法精度を有し、スペーサ形状の微細加工が可能な基準型を製造できる。

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。

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。

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。

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。

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。

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（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（スペーサ開孔）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（スペーサ開孔）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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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を形成するための上型３６ａおよび下型３６ｂ（以下、総称して成形型３６とする）は、例えば、金属板に対して、エッチング、レーザ照射、機械加工等により、複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とする）を形成することにより製造される。或いは、スペーサ構体２２の母型となるスペーサ形状を有する図８に示すような基準型７０を作成し、この基準型７０に対して樹脂等を流し込み、型取りする方法等により、成形型３６を製造しても良い。本発明は、この基準型７０、およびその製造方法に関する。

図８には、この発明の実施の形態に係る基準型７０の部分断面図を示してある。ここでは、５本のスペーサ部分７２を有する基準型７０の一部を断面図にして図示してあるが、実際の基準型７０はより多くのスペーサ部分７２を有する。

基準型７０は、複数本のスペーサ部分７２を突設した板状部材７４を有する。本実施の形態では、板状部材７４は、真鍮の平板に同じ形の複数の貫通孔７５を形成して構成されている。板状部材７４の材料は、真鍮に限らず、母型として十分な機械強度を有する金属材料、或いは他の材料が選択される。貫通孔７５は、任意の形状とすることができ、本発明のスペーサ形成孔として機能する。本実施の形態では、円柱形の貫通孔の軸方向両端を大径にした形状のスペーサ形成孔７５とした。尚、スペーサ形成孔７５の大径部分は、隣接するスペーサ形成孔７５同士で連結させても良い。つまり、板状部材７４が製造目的物である成形型３６に面接する対向面７４ａから離間した背面７４ｂ側でスペーサ形成孔７５を連結することにより、硬化後のスペーサ部分７２の抜けを効果的に防止できる。

一方、複数のスペーサ部分７２は、製造目的物であるここでは図示しない成形型３６のスペーサ形成穴４０（スペーサ開孔）に対し良好な離型性を有する樹脂材料により形成されている。本実施の形態では、図９に示すように対向面７４ａから突出した部分が碍子様の凹凸形状を有するスペーサ部分７２であっても、成形型３６の同じ形状のスペーサ形成穴４０から容易に離型可能なように、軟質のシリコンにより複数のスペーサ部分７２を形成した。また、このように、スペーサ部分７２の樹脂材料として、成形型３６のスペーサ形成穴４０との間の離型性を考えた材料を選択した場合、上述した板状部材７４のスペーサ形成孔７５との間の接合強度も必然的に低くなる。このため、本実施の形態では、板状部材７４とスペーサ部分７２との間の界面、この場合、板状部材７４の複数のスペーサ形成孔７５の内面７５ａとスペーサ部分７２との間の界面に、金属粉７６を接着剤に混入した固着層を設け、両者の間の接合強度を高めるようにした。

一般に、金属材料と樹脂材料の接合強度を向上させるためには、金属材料の接合面にサンドブラスト処理をして表面粗さを粗くして、金属材料と樹脂材料との接着剤として一般に用いられるプライマーを粗くした接合面に塗布した後、樹脂材料を接合面に密接させて１００℃程度の環境にて硬化させる方法が知られている。しかし、この方法では、サンドブラスト処理により金属材料に歪みを生じ、且つ金属材料および樹脂材料が熱により膨張するため、高い寸法精度が要求される基準型７０の製造には適していない。このため、本実施の形態では、加熱を必要とするプライマー等の接着剤を使用せずに、金属材料と樹脂材料との間の機械的な接合強度を高める方法を採用した。

次に、上記構造の基準型７０の製造方法について、図１０を参照して説明する。
基準型７０を製造する場合、まず、複数のスペーサ形成孔７５を形成した上述した板状部材７４を用意し、各スペーサ形成孔７５の内面７５ａに金属粉７６を接着剤に混入した固着層を設けておく。本実施の形態では、アルミナの粉７６を各スペーサ形成孔７５の内面７５ａに接着し、スペーサ形成孔７５の内面７５ａを凸凹にすることでその表面積を大きくし、スペーサ部分７２の樹脂材料との間の接触面積を大きくし、両者の間の接合強度を高めるようにした。尚、アルミナ粉を接着する接着剤として、加熱を必要とせず、乾燥により十分な接着強度を得ることのできる接着剤が選択される。

そして、このように固着層を設けた板状部材７４の対向面７４ａに複数枚の板状の型部材７８を重ねて密着させる。このとき、図１０に示すように、板状部材７４の各スペーサ形成孔７５と各型部材７８に対応して形成された複数の貫通孔７９とが整列するように複数枚の型部材７８を位置決めし、密着装置８０にセットする。尚、型部材７８は、剛性を有する金属材料等により形成されている。また、貫通孔７９は、成形型３６のスペーサ形成穴４０に対応して各型部材７８を貫通して形成され、その形状は、スペーサ構体２２のスペーサ３０の所望する形状に応じて任意に設定可能である。本実施の形態では、スペーサ部分７２の電気抵抗を低くするためスペーサ部分７２の表面形状を碍子のように凸凹にした。このため、複数枚の型部材７８は、大径の貫通孔７９を有するものと小径の貫通孔７９を有するものを交互に重ねて密着させるようにした。より具体的には、板状部材７４の対向面７４ａに異なる径の貫通孔７９を有する４枚の型部材７８を交互に重ね、最後に貫通孔７９を持たない型部材７８’を重ねて密着させた。

密着装置８０は、貫通孔７９を持たない型部材７８’の背面側を全面に亘って均一な押圧力で押圧する複数の押さえバネ８２、および複数の押さえバネ８２を所定位置で保持固定した密着ジグ８４を有する。つまり、上述した板状部材７４と複数枚の型部材７８とを密着させた組立体８６が、板状部材７４の複数のスペーサ形成孔７５が上方に開口する姿勢にして複数の押さえバネ８２上にセットされ、板状部材７４の周縁部が密着ジグ８４のフランジ部８４ａで押さえられ、密着装置８０にセットされる。これにより、複数枚の型部材７８が板状部材７４の対向面７４ａ上に重ねて密着される。

この状態で、整列した状態の板状部材７４のスペーサ形成孔７５と各型部材７８の貫通孔７９に対し、板状部材７４の背面７４ｂ側から、すなわち密着装置８０の上方から、樹脂材料が充填される。このとき、大気圧雰囲気では微細な形状の貫通孔７９内に樹脂材料が隙間なく充填されない場合、真空雰囲気で充填作業を実施すれば良い。

そして、板状部材７４の複数のスペーサ形成孔７５と各型部材７８の複数の貫通孔７９内に充填された樹脂材料を硬化させる。樹脂材料を硬化させる場合、使用する樹脂材料により異なるが、特に２液混合硬化方式ならば常温硬化が可能な材料が選定できるため、前述したような、金属材料と樹脂材料との熱膨張計数の違いによる精度低下も防止することが可能となる。

最後に、板状部材７４と複数枚の型部材７８、７８’との組立体８６を密着装置８０から取り出し、複数枚の型部材７８、７８’を板状部材７４から離間させて硬化された複数本のスペーサ部分７２と離型する。このとき、スペーサ部分７２の樹脂材料として型部材７８に対する離型性の良い２液硬化性のシリコンを選択しているため、複数枚の型部材７８、７８’を容易に離型できる。尚、複数枚の型部材７８、７８’を離型する際には、貫通孔を持たない型部材７８’から順に１枚ずつ離型する。この際、交互に重ねた貫通孔７９の径が異なる型部材７８を離型するため、スペーサ部分７２に引っ掛かる場合があるが、スペーサ部分７２が軟質のシリコンにより形成されているため問題はない。

以上のように、本実施の形態によると、剛性を有する金属材料により形成した板状部材７４に対して、微細な形状加工が可能な樹脂材料により複数本のスペーサ部分７２を突設できるため、特に、スペーサ部分７２同士の間隔を高精度にでき、高い寸法精度を有する基準型７０を提供できる。また、スペーサ部分７２を樹脂により形成したため、碍子のような複雑な表面形状に加工でき、スペーサ部分７２の電気抵抗を高くできる。

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、板状部材７４の材料として真鍮を選択しスペーサ部分７２の材料としてシリコンを選択した場合について説明したが、これに限らず、他の金属材料および樹脂材料を任意に組み合わせても良い。また、金属材料や樹脂材料に限らず、板状部材７４を剛性のある材料により形成し、スペーサ部分７２を弾性変形可能な材料により形成すれば良い。また、スペーサ部分７２の形状は、上述した碍子のような形状に限らず任意に変更できる。

また、上述した実施の形態では、成形型３６を製造するための基準型７０について説明したが、同じ構造のスペーサ構体２２を製造する場合に本発明を適用しても良い。

さらに、上述した実施の形態では、板状部材７４の複数のスペーサ形成孔７５の内面７５ａに予め固着層を設けた後、複数枚の型部材７８、７８’を重ねて密着させるようにしたが、複数枚の型部材７８、７８’を板状部材７４の対向面７４ａに密着させた後、複数のスペーサ形成孔７５の内面７５ａに固着層を設けるようにしても良い。

この発明の実施の形態に係る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。 図７の成形型の製造に用いるこの発明の実施の形態に係る基準型を部分的に示す部分断面図。 図８の基準型のスペーサ部分を示す斜視図。 図８の基準型を製造する方法を説明するための図。

符号の説明

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、
３０…スペーサ、
３６ａ…上型、
３６ｂ…下型、
４０…スペーサ形成穴、
７０…基準型、
７２…スペーサ部分、
７４…板状部材、
７４ａ…対向面、
７５…スペーサ形成孔、
７６…金属粉、
７８…型部材、
７９…貫通孔、
８０…密着装置、
８６…組立体。

Claims (9)

1. 板状のグリッドの表面に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を製造するための上記複数のスペーサの母型となる基準型であって、
   上記複数のスペーサに対応した複数のスペーサ開孔が開口する上記成形型の表面に面接する対向面を有し、金属材料により形成された板状部材と、
   この板状部材の上記対向面から突設され、樹脂材料により上記複数のスペーサと同じ形に形成された複数のスペーサ部分と、
   を備えていることを特徴とする基準型。
2. 金属材料により形成された上記板状部材と樹脂材料により形成された上記複数のスペーサ部分との間の界面には、金属粉を接着剤に混入した固着層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基準型。
3. 上記金属粉は、アルミナの粉を含むことを特徴とする請求項２に記載の基準型。
4. 上記板状部材は、上記複数のスペーサ部分を形成するため上記対向面に開口した複数のスペーサ形成孔を有し、上記複数のスペーサ部分は、上記複数のスペーサ形成孔内に充填される樹脂材料により形成されることを特徴とする請求項１に記載の基準型。
5. 上記板状部材の上記複数のスペーサ形成孔の内面には、金属粉を接着剤に混入した固着層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の基準型。
6. 上記金属粉は、アルミナの粉を含むことを特徴とする請求項５に記載の基準型。
7. 板状のグリッドの表面に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を製造するための上記複数のスペーサの母型となる複数のスペーサ部分を有する基準型を製造する方法であって、
   上記複数のスペーサに対応した複数のスペーサ開孔が開口する上記成形型の表面に面接する対向面、および上記複数のスペーサ部分を形成するため上記対向面にそれぞれ開口した複数のスペーサ形成孔を有し、金属材料により形成された板状部材を用意する工程と、
   上記複数のスペーサ形成孔に対応した複数の貫通孔をそれぞれ有する複数枚の板状の型部材を各貫通孔が上記板状部材の複数のスペーサ形成孔と整列するように上記対向面に重ねて密着させる工程と、
   上記板状部材の複数のスペーサ形成孔、および上記複数枚の型部材の複数の貫通孔内に樹脂材料を充填する工程と、
   充填した樹脂材料を硬化させて上記複数のスペーサ部分を形成する工程と、
   上記複数枚の型部材を上記板状部材から離間させて上記複数のスペーサ部分から離型する工程と、
   を有することを特徴とする基準型の製造方法。
8. 上記複数のスペーサ形成孔および上記複数の貫通孔内に樹脂材料を充填する前に、各スペーサ形成孔の内面に金属粉を接着剤に混入した固着層を設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の基準型の製造方法。
9. 上記金属粉は、アルミナの粉を含むことを特徴とする請求項８に記載の基準型の製造方法。

Images