JP4935598B2 - 支柱材整列治具、支柱材整列治具の整列板、支柱材整列治具の整列板の製造方法、電界電子放出表示パネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる支柱材整列治具、支柱材整列治具の構成部品である整列板、この整列板の製造方法、この支柱材整列治具を用いる電界電子放出表示パネルの製造方法に関する。

近年、電界電子放出表示パネル（ＦＥＤパネル）を用いる表示装置が、表示装置の薄型化を図る観点から大きな注目を集めている（例えば、特許文献１を参照）。このような表示装置では、電子を放出する電子放出源と、放出された電子により励起されて発光される蛍光体とは、一般にはガラスを用いて構成されるガラス外囲器の内部に収納され、ガラス外囲器の内部は真空とされている。この真空ガラス外囲器は第１基板と、第１基板に微少間隔を持って対向するよう配置される第２基板と、第１基板と第２基板との間の隙間を、その外周部分において密封する封着シール材と、を備えて構成される。また、内部が真空状態とされることによって大気圧が作用しても、第１基板と第２基板とが所定間隔を保持するようにするために、第１基板と第２基板の間に支柱材（スぺーサ）を設けることが行われている。

図７は、電界電子放出表示パネルにおける第１基板１０２と第２基板１０３間に挟持されている多数の支柱材１０１を示す図である。支柱材１０１の各々はペースト１２１によって第１基板１０２に固着されている。この支柱材１０１は、例えば、ガラスファイバー製とされており、例えば、その直径は約５０μｍ、長さは約２００μｍとされている。なお、第１基板１０２と第２基板１０３とで形成される空間の周縁はシール材により閉じられているが、図７では記載が省略され図示されていない。また、支柱材１０１は約２〜５ｍｍ程度の間隔で複数本が真空ガラス外囲器内に配設されている（例えば、特許文献２を参照）。

図７では、第２基板１０３と支柱材１０１の各々とは固着されていないが、支柱材１０１の他端面にもペーストを転写して、第１基板１０２に第２基板１０３を位置合わせしてから重ね合わせ、次いで、封着炉内にて封着することにより、転写ペーストを溶融させ、支柱材１０１の他端面と第２基板１０３とを溶着することにより、支柱材１０１の両端を基板１０２，１０３にそれぞれ固着するようにして真空ガラス外囲器を作製するようにしてもよい。

このように微小な支柱材１０１を手作業で第１基板１０２と第２基板１０３間の所定位置に設けることは困難なため、所定位置に支柱材１０１を整列させるための治具として支柱材整列治具を用いるようにしている。

図８（ａ）〜図８（ｃ）は、支柱材整列治具の構造の概要と、その動作を時系列で順に示す図である。まず、図８（ａ）を参照して支柱材整列治具１１０の構造を説明する。支柱材整列治具１１０は、整列板１１１と、多孔質部１１２と、排気部１１３と、密閉された空間を形成するための密封部材１１５とを有している。整列板１１１には、支柱材１０１の下部が挿入されるための支柱孔１１４が多数設けられており、整列板１１１の下に多孔質部１１２が設けられている。そして、この多孔質部１１２の下には密封部材１１５が配されており、整列板１１１と密封部材１１５とで、支柱孔１１４以外から空気が出入りすることがない密封した閉空間を形成する。

そして、図８（ａ）に図示されるようにして排気部１１３にポンプを接続して支柱材整列治具１１０の内部を排気しながら、支柱材整列治具１１０の整列板１１１上に、切断された支柱材１０１を散布すると、支柱孔１１４から吸引される空気が多孔質部１１２を通過して排気部１１３から排気されるようになるため、切断された支柱材１０１の径より若干大きい径とされている支柱孔１１４に支柱材１０１が起立するよう入り込み、支柱材１０１は支柱孔１１４内に吸引されて起立した状態となる。このようにして、排気部１１３から空気を吸引することにより、整列板１１１の上部にランダムに並べられた支柱材１０１を支柱孔１１４内に起立させる。

次いで、図８（ｂ）に図示すようにペースト（固着剤）１２１を塗付したガラス基板１２０を治具１１０上に配置し、支柱材整列治具１１０に保持されている支柱材１０１の上端面にペースト１２１が転写されるように、ガラス基板１２０を支柱材１０１に接触させる。

次いで、図８（ｃ）に示すようにペースト１２１が転写された支柱材１０１が保持された治具１１０上に第１基板１０２を位置合わせして載置し、第１基板１０２に支柱材１０１の一端面を付着させる。そして、ペースト１２１の接着力（付着力）により、基板１０２に支柱材１０１を転写して、第１基板１０２に支柱材１０１を植設する。

なお、支柱材１０１は、例えば、直径約５０μｍのガラスファイバーを約２００μｍの長さになるように切断し、切断後に洗浄して用いている。ペースト１２１は、ガラス製の第１基板１０２と熱膨張率が近くなるよう酸化鉛が混入された低軟化点のシールガラスが主成分とされ、必要に応じてこれに溶剤等を混入して粘着性を有するペースト状とされたものである。
特開平９−３０５１３９号公報 特開平９−３０９０２８号公報

ここで、支柱材整列治具１１０を構成する部材の中でも、整列板１１１の精度が支柱材１０１の整列精度に影響を与える意味において重要な部材である。具体的には、整列板１１１の加工精度が悪い場合には、電界電子放出表示パネルの完成時において、支柱材１０１の第１基板１０２上への形成位置精度が低下し、あるいは、支柱材１０１が第１基板１０２に垂直に起立することなく傾いて起立する事態が生じる。

図９は、支柱材整列治具１１０における整列板１１１と支柱材１０１との関係を示す図である。図示するように支柱材１０１が支柱孔１１４に対して傾きを生じる場合がある。この原因は、第１に、支柱材１０１が挿入される支柱孔１１４の径は、支柱材１０１が摩擦力等により引っ掛からないように、僅かの隙間を持たせるよう、例えば、５０μｍの直径の支柱材１０１に対しては、約５３μｍの直径を有するように形成されているが、支柱材１０１の公差が±３μｍ程度であると共に、支柱孔が＋５／−０μｍの公差を持っており、隙間があきすぎる場合もあるからである。第２に、整列板１１１を精度よく製作するには、例えば、約７０μｍの厚さ以上に形成することができず（この理由については、引用特許文献２を参照）、支柱材１０１が、例えば、２００μｍの長さを有する場合には、整列板１１１上に約１３０μｍも突出して、位置決めが不安定になるからである。これらの原因により支柱材１０１は支柱孔１１４の中心に対し最大約２０μｍの位置ずれ量δが生じるようになるが、画素ピッチが３６０μｍ、画素間隔８０μｍとされている蛍光表示管の真空ガラス外囲器とした場合では、支柱材１０１の位置精度が約２０μｍずれると、支柱材１０１が表示部の表示の妨げになり、内部の電気配線の短絡を起こす等の事故が生じる場合もあり得る。

また、図１０は、引用特許文献２に記載された整列板に関する別の技術であるが、支柱材１０１を支柱孔１１４に充填しやすいと共に、径に比べて長い支柱材、例えば、支柱材の長さを５００μｍとした場合においても、支柱材の位置精度を向上することができるようにするものである。この技術では、１枚の整列板１１１に替えて、複数個の充填板１１６を積層して用い、整列板１１１としての総合の厚みとしては、３５０μｍ程度の厚みを得るようにしている。この技術によれば、上述した傾きの発生は防止できるものの、整列板１１１を形成する充填材１１６を精度良く貼り合わせることが容易ではない。また、ニッケル（Ｎｉ）板を材料とする充填板１１６で構成される整列板１１１に支柱材１０１が引っ掛かってしまった場合に、その除去が難しく、無理に除去すると支柱孔１１４を広げてしまうという問題があった。

さらに、別の技術としては、支柱材が整列板に引っ掛かってしまった場合に、その除去を化学溶剤によって容易におこなえるようにするために、化学溶剤で腐食されにくく、快削性の良いセラミックス材料を整列板として用いることが考えられる。この場合には、例えば、板厚４００μｍのセラミックス材料の板材に対して５５μｍの直径の孔を、マイクロドリルを用いて無数に形成する加工方法が採用されるが、以下の問題点を有している。材料が薄板のセラミックスであるために母材が割れやすい。加工時間のかかるマイクロドリル加工法を採用して形成することにより、工期が長く、出来上がった支柱材整列治具はコスト高となる。マイクロドリル加工法では、大面積の加工が困難であることから、大面積の電界電子放出表示パネルを製造するための支柱材整列治具に用いる整列板の製造が困難である。また、マイクロドリル加工の場合には、アスペクト比（孔の深さ／孔の断面直径）をある程度以上にはできず、この結果、整列坂の厚みを十分厚くすることができないので、支柱材の傾きを十分に抑えることができない。さらに、マイクロドリルで整列板に加工される孔は上面から下面に至るまで同一直径を有するストレート形状であるため、支柱材が孔に入りにくく、支柱材の充填性が悪くなってしまう。また、板厚の薄いセラミック材料で形成された整列板は、ハンドリング時に生じる応力によって容易に破壊に至り、その取り扱いは容易ではない。

本発明は、上述した、加工が困難である、加工に長時間要する、加工のコストが高い、大面積に渡る加工ができない、十分な厚みの整列板を得ることが困難である、充填性が低い、支柱材が引っ掛かってしまった場合の後処理が困難である、容易に破壊に至りその取り扱いが困難である、等の種々の課題を解決した支柱材整列治具の整列板およびそのような整列板の製造方法を提供し、この整列板を用いる支柱材整列治具を提供し、この支柱材整列治具を用いる電界電子放出表示パネルの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の支柱材整列治具の整列板は、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる支柱材整列治具の整列板において、一体成形樹脂を材料とし、前記一体成形樹脂に形成される支柱孔の前記支柱材を導入するための開口部はテーパー形状とされる。

本発明の支柱材整列治具の整列板では、一体成形樹脂を材料としている。この一体成形樹脂に形成される支柱孔は、支柱材を導入するための開口部がテーパー形状とされるので、容易に支柱材を支柱孔に充填できる。

本発明の支柱材整列治具は、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる、整列板と、前記整列板に接して設けられる多孔質部と、密封部材と、前記整列板と前記多孔質部と前記密封部材とで形成される空間の内部を排気するための排気部と、を供える支柱材整列治具において、前記整列板は、一体成形樹脂を材料とし、前記一体成形樹脂に形成される支柱孔の前記支柱材を導入するための開口部はテーパー形状とされる。

本発明の支柱材整列治具では、整列板と多孔質部と密封部材とで形成される空間の内部を排気するための排気部とを供えるので排気部から排気することによって、整列板に配した支柱孔に支柱材を充填できる。この一体成形樹脂に形成される支柱孔は、支柱材を導入するための開口部がテーパー形状とされるので、容易に支柱材を支柱孔に充填できる。

本発明の支柱材整列治具の整列板の製造方法は、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる支柱材整列治具の整列板の製造方法において、前記整列板の母材である所定厚みを有する一体成形樹脂を所定の面積に切断する切断工程と、前記切断後の前記一体成形樹脂にレーザ光を照射して、所定間隔毎に所定の直径の孔部を形成する孔あけ工程と、を有する。

本発明の支柱材整列治具の製造方法では、整列板の母材である所定厚みを有する一体成形樹脂を所定の面積に切断して、一体成形樹脂にレーザ光を照射して、所定間隔毎に所定の直径の孔部を形成するので、一体成形樹脂に真円に近い形状の孔部を形成することができる。また、レーザ光の作用によって、レーザ照射面側の開口部の形状をテーパー形状とできる。

本発明の電界電子放出表示パネルの製造方法は、第１基板と第２基板とを有して形成され、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵され、前記第１基板と前記第２基板との間を所定離間距離に保つための複数個の支柱材を前記第１基板または前記第２基板の少なくとも一方に対して位置決めする支柱材位置決め工程を有する電界電子放出表示パネルの製造方法において、前記支柱材位置決め工程は、一体成形樹脂に形成される複数個の支柱孔のテーパー形状の開口部の各々に前記複数個の支柱材の各々を吸引して起立させ、前記起立した複数の支柱材の各々の一方の端部にペーストを塗付し、前記支柱材の各々のペースト塗付面に対して前記第１基板または前記第２基板のいずれかの一方を圧接して固着し、前記第１基板または前記第２基板のいずれかの他方に前記支柱材の各々の他方の端部が対するようにする。

本発明の電界電子放出表示パネルの製造方法では、複数個の支柱材を第１基板または第２基板の少なくとも一方に対して位置決めする支柱材位置決め工程に特徴を有する。この位置決め工程では、一体成形樹脂に形成される複数個の支柱孔のテーパー形状の開口部の各々に複数個の支柱材の各々を吸引して起立させるので、支柱材の抜けが少なく、第１基板と第２基板との間隔を良好に保つことができる。

本発明によれば、電界電子放出表示パネルの第１基板と第２基板の間に配置する支柱材を抜けることなく位置決めして性能の良い電界電子放出表示パネルを提供できる。また、大画面を有する電界電子放出表示パネルを提供できる。さらに、電界電子放出表示パネルの製造工程の効率化ができる。

発明を実施するための最良の形態について以下に図面に沿って説明をする。

（支柱材整列治具の整列板の製造方法）
図１ないし図４を参照して支柱材整列治具の整列板の製造方法の説明をする。

図１は、帯状にされて供給された母材を切断する切断工程を経た、孔を形成する前の支柱材整列治具の整列板（以下、単に整列板と省略した用語を用いる）１１ａを示す図である。整列板１１ａの切断寸法は、例えば、４００ｍｍ（ミリメータ）×３００ｍｍの面積を有し、厚みとしては、２００μｍ（マイクロメータ）〜６００μｍの厚みを適宜選択できるものである。母材の材料は、樹脂材料、例えば、スーパーエンジニアリングプラスチック材であるポリイミド（ＰＩ）材である。ポリイミド材が用いられる理由は、レーザ加工性に優れているからである。ここで、レーザ加工性に優れているとは、２００℃以上の耐熱性を有しており、レーザの熱でレーザ照射部が簡単に分解、気化してしまい、溶融による変形が生じないことと、熱膨張率が小さく、加工精度を高く保つことができることができる性質を備えていることを言うものである。また、加工後の洗浄ができること、支柱材が整列板に詰まったときに洗浄ができることも材料選択の基準となる。洗浄は、薬剤を用いる洗浄が効率的であるので、例えば、フッ酸（フッ化水素酸）で洗浄ができる耐溶剤性を有することが望ましい。このような性質を有する他の材料として、例えば高強度で長期耐熱性が１５０℃以上のスーパーエンジニアリングプラスチック、具体的には、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等が挙げられる。このような材料は、ポリイミド材と同様にして整列板に用いることができる。なお、洗浄に用いられることのある有機溶剤に対する耐性が高い点で前記材料の内、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フッ素樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）が特に好適である。

ポリイミド材としては、例えば、三井化学株式会社製のオーラム（登録商標）ＰＬ４５０Ｃを使用する。オーラムＰＬ４５０Ｃは、ガラス転移温度が２５０℃であり、耐対溶剤性においても優れるので、完成後の整列板、または、支柱材整列治具が汚れ、整列板に設けられた孔が詰まった場合においては、溶剤、例えば、フッ酸、を用いた超音波洗浄と１００℃程度の温度による乾燥の処理が可能であるので、整列板の材料としては好適である。

図２（ａ）〜図２（ｃ）は、整列板１１ａをプレスして平板とするプレス加熱工程を示す図である。図１に示す様に、切断後の孔が形成される前の整列板１１ａはカール（曲面を形成）しており、そのまま支柱材整列治具に用いるのは困難だからである。カールしている理由は、オーラムＰＬ４５０Ｃは、圧延工程を経て帯状の薄板として製造され、ロール状に巻かれて出荷されるためである。図２（ａ）はプレス加熱機に整列板１１ａを配置した状態を示すものである。整列板１１ａは、上側の剛性板５１と下側の剛性板５２との間に挟みこまれる。図２（ｂ）はプレス加熱状態を示す図であり、図示するように下側の剛性板５２には発熱部５３からの熱が良好に伝導するようにされ、２００℃〜２５０℃でプレス加熱がおこなわれる。そして、図２（ｃ）は加熱工程の終了後の状態を示す図であり、整列板１１ａはカールがなくなり、平板とされている。

図３は、整列板１１ａに孔を設けて整列板１１ｂを製作する孔あけ工程を示す図である。孔あけ工程では、エキシマレーザ５５を用いて、例えば、加工精度６０μｍ±５μｍの精度の断面直径を有する２ｍｍピッチの孔が数万個形成される。この孔あけ工程によって形成される孔の形状は、エキシマレーザ５５によってレーザ光が照射される側の孔の開口部の開口面積がより広くなったテーパー形状となる特徴を有している。例えば、整列板１１ｂの厚さが、２００μｍである場合には、テーパー形状の部分の整列板表面の開口は直径８５μｍ、テーパー形状の部分の深さは、２０μｍ程度であり、それより奥（エキシマレーザ５５から離れる方向）の部分からエキシマレーザ５５に対する反対面までは加工精度６０μｍ±５μｍの精度を有する直径の真円に近い孔（ストレート孔）が形成される。後述する図５（ａ）、図（ｂ）にはこの形状が模式的に図示されているが、テーパー形状部とストレート孔部分の比率は誇張されて記載されている。

図４は、整列板１１ｂを洗浄する洗浄工程を示す図である。このようにして孔が形成された整列板は、その表面を覆う保護フィルムを剥がした後、溶剤を充填した洗浄槽に整列板１１ｂを配置して超音波洗浄を行い、加工屑と保護フィルムを接着するために用いられた粘着剤とを除去して、孔が設けられ洗浄済みの整列板１１ｂが最終的に得られる。

上述した本実施形態の支柱材整列治具の整列板の製造方法の要部を以下にまとめる。支柱材整列治具の整列板の製造方法の要部は、整列板の母材である所定厚みを有する一体成形樹脂を所定の面積に切断する切断工程と、切断後の一体成形樹脂にレーザ光を照射して、所定間隔毎に所定の直径の孔部を形成する孔あけ工程と、を有する点である。そして、必要に応じて、前処理工程として、整列板をプレスして平板とするプレス加熱工程を設け、必要に応じて後処理工程として、整列板を洗浄する洗浄工程を設けることができるものである。

また、このようにして製造される支柱材整列治具の整列板の主なる特徴部分は、一体成形樹脂に支柱孔が形成されており、この支柱孔の支柱材を導入するための開口部はテーパー形状とされている点である。また、別の特徴部としては、支柱孔の深さと、支柱孔の断面直径の比であるアスペクト比が大きくできることであり、実施形態の例では３．３以上１０未満の範囲で良好な支柱孔が形成できることが、実験によって確認できた。

（支柱材整列治具の構造）
図５（ａ）を参照して、整列板１１ｂを用いた支柱材整列治具１０の構造について説明をする。支柱材整列治具１０は、上述した整列板１１ｂを有して構成され、整列板１１ｂには上述したようにして、レーザ加工によって形成された支柱孔１４が多数設けられている。また、整列板１１ｂに接して５μｍ程度の孔径を有する多孔質部１２が設けられている。整列板１１ｂと多孔質部１２と密封部材１５とで、支柱孔１４以外から空気が出入りすることがない密閉された空間を形成している。また、ポンプを接続して支柱材整列治具１０内部を排気するための排気部１３が設けられている。

図５（ａ）に示すように、整列板１１ｂは、支柱材１を吸い込む側の孔の開口面の近傍はテーパーを有して滑らかに開口面に向かって広がり、開口面に向かうほど孔の奥部よりも直径が大きく形成されている。また、孔の奥部は、略一定の孔径を有するストレート孔として形成されて、支柱材１を吸い込む側の反対面まで抜けている。これは、エキシマレーザによって孔を形成したことによる特徴的な形状である。すなわち、エキシマレーザの光子エネルギーは分子結合の解離エネルギーに匹敵するので高分子材料の加工において分子結合が直接切断する確率が高くなり、熱影響の少ないシャープな加工ができ、従来技術と比較して格段に厚い２００〜６００μｍの整列板の加工が可能となる。また、エキシマレーザが長時間照射される面側は温度上昇やレーザの散乱により加工範囲が拡大して開口部がテーパー形状となるものである。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）に記載されている、テーパー形状部とストレート孔部分の比率は、上述したように、誇張されて記載されおり、実際の寸法関係を表すものではない。また、支柱材１と支柱孔１４との寸法、その他、各部の寸法も模式的な記載であり、実際の寸法関係を表すものではない。

上述した本実施形態の支柱材整列治具の要部を以下にまとめる。支柱材整列治具は、支柱材を整列させるための整列板と、整列板に接して設けられる多孔質部と、密封部材と、整列板と多孔質部と密封部材とで形成される空間の内部を排気するための排気部とが設けられている。そして、この整列板は、一体成形樹脂を材料としており、一体成形樹脂に支柱孔が形成されており、この支柱孔の支柱材を導入するための開口部はテーパー形状とされている。なお、支柱孔のアスペクト比は、背景技術に較べて、より大きな範囲、例えば、３．３以上とすることができる。

（支柱材整列治具を用いた電界電子放出表示パネルの製造方法）
図５（ａ）、図５（ｂ）は、支柱材整列治具１０をどの様に用いて電界電子放出表示パネルを製造するかについて示す図である。

図５（ａ）は排気部１３からポンプでエアーを引き抜き、支柱材１が整列板１１ｂの支柱孔１４に充填された状態を示すものである。支柱孔１４がテーパー形状を有するために、従来の整列板では見られない程の良好なる充填率を有すことができる。ガラス基板２０に２０μｍ〜３０μｍ程度の厚みを有してペースト２１が塗付されており、このガラス基板２０が図５（ａ）で示す下方に移動して、支柱材１の先端部にペースト２１を塗付する。ここで、支柱材１の長さと整列板１１ｂの厚さ（支柱孔１４の深さと等しい）との関係について説明する。上述したように、支柱材１の先端部にペースト２１を塗付するためには、支柱材１の先端部が支柱孔１４より突出していることが望ましく、ペースト２１が先端部から下方に若干垂れることを考慮して、支柱材１の先端部が支柱孔１４より、２０μｍ〜３０μｍ程度以上は突出することが、より、望ましい。この観点から、例えば、整列板１１ｂの厚さを６００μｍとする場合には、支柱材１の長さは、６２０μｍ以上とすることが望ましいこととなる。

図５（ｂ）は、１台の支柱材整列治具１０を用いて、複数の第１基板に支柱材１を転写した後の状態を示す図である。図５（ｂ）では複数の第１基板の中で、第１基板１０２ａと第１基板１０２ｂとを示し、他の第１基板は省略されている。例えば、整列板の面積が４００ｍｍ×３００ｍの場合に、各々の第１基板の面積が１００ｍｍ×４０ｍｍの場合には、第１基板の数は３０個弱とされる。図５（ｂ）に示す図では、複数の第１基板に支柱材１を転写するものとしたが、後述する第２基板に支柱材１を転写するようにしても良く、複数の第１基板または複数の第２基板に転写することなく、４００ｍｍ×３００ｍｍの１枚の第１基板に複数の１００ｍｍ×４０ｍのパターンを配置しても良く、４００ｍｍ×３００ｍの大画面の電界電子放出表示パネルを得るために、１枚の第１基板または１枚の第２基板のいずれかに支柱材１を転写するようにしても良い。

本実施形態の電界電子放出表示パネルの製造方法の要部を以下にまとめる。本実施形態の電界電子放出表示パネルの製造方法は、第１基板と第２基板とを有して形成され、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵され、第１基板と第２基板との間を所定離間距離に保つための複数個の支柱材を第１基板または第２基板の少なくとも一方に対して位置決めする支柱材位置決め工程を有するものであり、この支柱材位置決め工程は、一体成形樹脂に形成される複数個の支柱孔のテーパー形状の開口部の各々に複数個の支柱材の各々を吸引して起立させ、これらの起立した複数の支柱材の各々の一方の端部にペーストを塗付し、支柱材の各々のペースト塗付面に対して第１基板または第２基板のいずれかの一方を圧接して固着し、第１基板または第２基板のいずれかの他方に支柱材の各々の他方の端部が対するようにするものである。

（支柱材を用いた電界電子放出表示パネル）
図６は実施形態の支柱材整列治具１０を用いて製造した電界電子放出表示パネルの一部を示す図である。支柱材１によって第１基板１０２と第２基板１０３との間の空間が保持されるようになされている。カソード電極１２５とゲート電極１３０とは交差するように配置され、その各々の交差部にはエミッタが配され、各々のエミッタから電子が放出できるようになされている。対向する２枚のガラス板である第１基板１０２と第２基板０３との外周部は、軟化点が５００℃以上の非結質シールガラスと軟化点が４５０℃以下の２層からなる封着シール構造が採用され、密閉空間を形成しているが、外周部については、図示を省略した。

実施形態の整列板の製造方法によれば、２００℃以上の耐熱性を有する樹脂をエキシマレーザを用いて加工することによって、その孔の開口面の近傍の形状をテーパー形状とすることができる。このテーパー形状は支柱材の充填率を高くするに適切な形状である。また、レーザ加工では、アスペクト比（孔の深さ／孔の断面直径）が３．３（２００μｍ／６０μｍ）以上とすることができ、背景技術に示す他の製法よりも大きなスペクト比を有する孔を形成することができる。例えば、レーザ加工では、実験した範囲から得られた結果によれば、スペクト比は１０程度（６００μｍ／６０μｍ）までは拡大できることが分かった。一方、ドリル加工ではアスペクト比は、７（３５０μｍ／５０μｍ）程度までが限度であった。

また、ドリル加工法との比較においては、ドリル加工法を使用する場合には加工が難しい柔軟性を有する樹脂材料を、レーザ加工法では使用することができるので材料の取り扱いが容易であり、ドリル加工に用いるセラミック材料のように製造過程で簡単に破壊することがない。また、マイクロドリル加工法でテーパー形状を設けるにはストレート孔とは別にテーパー加工が必要であるのに対しレーザ加工法では１回でテーパー形状とストレート孔とが加工でき、マイクロドリル加工法に較べて工期を短くすることができ、その結果、整列板の製造コストを１／２と、廉価なものにできる。また、マイクロドリル加工法では製造困難な大面積の加工が容易にできる。複数個の充填板を積層して配列板を製造する方法との比較においては、薄い充填板を積層する工程を要しないので、精度良く、少ない工程で完成品としての整列板を得ることができる。

実施形態の整列板およびこれを用いた支柱材整列治具では、整列板に形成される孔の、支柱材を吸引する側の開口面の近傍はテーパー状であるので、支柱材を吸引する場合の支柱材の充填率（充填された支柱材の数／孔の総数）を向上することができる。また、整列板のアスペクト比（孔の深さ／孔の断面直径）が、３．３以上の大きさを有するので、支柱材の整列性を良好なものとできる。その結果、製造される電界電子放出表示パネルにおいては、支柱材の充填率を高くして品質を向上させることができる。さらに、大きなアスペクト比を有する整列板を用いることによって、支柱材が傾いて、電界放出を妨害するような事態の発生をより少なくすることができ、電界電子放出表示パネルの支柱材としての支持機能を十分に発揮させることができる。

また、実施形態の整列板は柔軟材で形成されているので、整列板が割れる等の事故の発生がなく、整列板およびこれを用いた支柱材整列治具の取り扱いは容易である。また、大面積の電界電子放出表示パネルに対応した整列板およびこれを用いた支柱材整列治具を容易に得ることができる。また、小面積の電界電子放出表示パネルの製造に際しては、複数の電界電子放出表示パネルを一括して製造することができるので、結果として、電界電子放出表示パネルの製造コストを廉価なものとできる。

また、整列板の材料の樹脂としてフッ酸に対して耐溶剤性を有する材料、例えば、スーパーエンジニアリングプラスチック、ポリイミド材を用いれば、フッ酸による洗浄が可能であるので、支柱材が孔に詰まった場合に容易に支柱材の除去が可能である。また、フッ酸等の溶剤を用いずに機械的な力を加えて、支柱材を孔から除去するに際しては、セラミック材のように機械力で容易に割れることもなく、薄い充填板を積層する場合に生じる、孔形を広げてしまう事故、充填板が剥離してしまう事故が発生することが少ない。

実施形態の電界電子放出表示パネルは、実施形態の支柱材整列治具を用いて製造されるので、支柱材の充填率が高く、第１基板と第２基板との間隔が適正に保たれて、高品質なる電界電子放出表示パネルの製造ができる。また、整列板の支柱孔に関しては、アスペクト比が３．３以上１０未満の範囲で設定できるので、支柱材の整列の精度が極めて良好であり、支柱材の第１基板および第２基板に対する傾きが小さく、さらに、支柱材の充填率が高いことに加えて、第１基板と第２基板との間隔が適正に保たれて、良質なる電界電子放出表示パネル、すなわち、所謂、ドット落ちが少なく、電子放出能力が安定した電界電子放出表示パネルを供給できる。また、この治具を使用する工程を有する電界電子放出表示パネルの製造工程では、大面積に渡り支柱材の植設が可能となるので、複数の基板に対して、同時に植設をして製造時間の短縮ができる。また、１枚の基板、または少量の基板に対して支柱材の植設工程を採用する場合には、従来は製造が困難であった大画面（大面積）の電界電子放出表示パネルの製造が可能となる。

切断工程を経た、孔を形成する前の支柱材整列治具の整列板を示す図である。 整列板をプレスして平板とするプレス加熱工程を示す図である。 整列板に孔を設ける孔あけ工程を示す図である。 整列板を洗浄する洗浄工程を示す図である。 整列板を用いた支柱材整列治具の構造、支柱材整列治具がどの様に用いられるか、を示す図である。 支柱材整列治具を用いて製造した電界電子放出表示パネルの一部を示す図である。 背景技術の電界電子放出表示パネルにおける第１基板と第２基板間に挟持されている支柱材を示す図である。 背景技術の支柱材整列治具の構造の概要と、その配列動作を時系列で順に示す図である。 背景技術の支柱材整列治具における整列板と支柱材との関係を示す図である。 背景技術の別の整列板に関する技術である。

符号の説明

１ 支柱材、 １０ 支柱材整列治具、 １１ａ、１１ｂ 整列板、 １２ 多孔質部、 １３ 排気部、 １４ 支柱孔、 １５ 密封部材、 ２０ ガラス基板、 ２１ ペースト、 ５１、５２ 剛性板、 ５３ 発熱部、 ５５ エキシマレーザ、 １０２、１０２ａ、１０２ｂ 第１基板、 第２基板 １０３、１２５ カソード電極、 １３０ ゲート電極

Claims (8)

1. 内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる支柱材整列治具の整列板において、
   一体成形樹脂を材料とし、前記一体成形樹脂に形成される円形状の支柱孔の円柱状の前記支柱材を導入するための開口部はテーパー形状であることを特徴とする支柱材整列治具の整列板。
2. 前記支柱孔の深さと前記支柱孔の断面直径の比であるアスペクト比が３．３以上１０未満の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の支柱材整列治具の整列板。
3. 前記一体成形樹脂が、スーパーエンジニアリングプラスチック材であることを特徴とする請求項１に記載の支柱材整列治具の整列板。
4. 内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる、整列板と、前記整列板に接して設けられる多孔質部と、密封部材と、前記整列板と前記多孔質部と前記密封部材とで形成される空間の内部を排気するための排気部と、を供える支柱材整列治具において、
   前記整列板は、
   一体成形樹脂を材料とし、
   前記一体成形樹脂に形成される円形状の支柱孔の円柱状の前記支柱材を導入するための開口部はテーパー形状とされることを特徴とする支柱材整列治具。
5. 前記支柱孔の深さと前記支柱孔の断面直径の比であるアスペクト比が３．３以上１０未満の範囲であることを特徴とする請求項４に記載の支柱材整列治具。
6. 内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵される支柱材を整列させるために用いる支柱材整列治具の整列板の製造方法において、
   前記整列板の母材である所定厚みを有する一体成形樹脂を所定の面積に切断する切断工程と、
   前記切断後の前記一体成形樹脂にレーザ光を照射して、所定間隔毎に開口部がテーパー形状となる所定の直径の円形状の支柱孔を形成する孔あけ工程と、を有する円柱状の支柱材を整列させる支柱材整列治具の整列板の製造方法。
7. 前記一体成形樹脂が、スーパーエンジニアリングプラスチック材であることを特徴とする請求項６に記載の支柱材整列治具の整列板の製造方法。
8. 第１基板と第２基板とを有して形成され、内部が真空とされるガラス外囲器に内蔵され、前記第１基板と前記第２基板との間を所定離間距離に保つための複数個の支柱材を前記第１基板または前記第２基板の少なくとも一方に対して位置決めする支柱材位置決め工程を有する電界電子放出表示パネルの製造方法において、
   前記支柱材位置決め工程は、
   一体成形樹脂に形成される複数個の円形状の支柱孔のテーパー形状の開口部の各々に円柱状の前記複数個の支柱材の各々を吸引して起立させ、
   前記起立した複数の支柱材の各々の一方の端部にペーストを塗付し、
   前記支柱材の各々のペースト塗付面に対して前記第１基板または前記第２基板のいずれかの一方を圧接して固着し、
   前記第１基板または前記第２基板のいずれかの他方に前記支柱材の各々の他方の端部が対するようにする電界電子放出表示パネルの製造方法。

Images