JP2002163977A - 平面型ディスプレイパネル用平面基板、これを用いた平面型ディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２枚の平面型ディスプレイパネル用平面基板
を互いに平行に、精密に位置合わせができ、しかも短時
間で固定、シールできる平面型ディスプレイパネル用平
面基板及び平面型ディスプレイパネルの製造方法を得る
こと。 【解決手段】 本発明の平面型ディスプレイパネル１
は、外周部の表面の複数箇所に断熱層２２と金属層２３
が成膜された透明の平面基板２０と、前記断熱層２２と
前記金属層２３とに対応して、外周部の表面の複数箇所
に断熱層１２と金属層１３が成膜された平面基板１０と
を、前記両金属層１３、２３を対向させ、かつ両金属層
１３、２３間に所定の厚さの金属ブロック３０を介在さ
せて所定の均一な間隔が形成され、互いに平行に位置合
わせされ、各金属層１３、２３と金属ブロック３０とが
それぞれ溶着され、金属ブロック３０が存在しない部分
で両平面基板１０、２０の全周をフリットガラス４０で
フリットシールされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面型ディスプレ
イパネルの位置合わせを精密かつ確実に行うことができ
る平面型ディスプレイパネル用平面基板及び平面型ディ
スプレイパネルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、カラーＴＶ、コンピュータ、ワー
ドプロセッサ、ビデオカメラなどのモニターなどには平
面型ディスプレイパネル装置が多く用いられるようにな
り、普及している。その平面型ディスプレイ装置として
は、例えば、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ
Ｄｉｓｐｌａｙの略）装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄ
ｉｓｐｌａｙの略）装置などがある。

【０００３】そして、例えば、ＦＥＤ装置に組み込まれ
ている平面型ディスプレイパネルは、特表平１１−５０
８３９７「ＦＥＤの配列および封止方法」に開示されて
いるように、所定の間隔を開けて互いに平行に配設さ
れ、内部が真空（例えば、１０〜６Ｔｏｒｒ）に形成さ
れた２枚の平面基板で構成されている。一枚の平面基板
は背面板であって、電子を発生させるカソード基板であ
り、他の一枚の平面基板は前面板であって、内表面に蛍
光体が塗布されているアノード基板であり、前記カソー
ド基板から放出される電子により光を発生し、画像を表
示する。

【０００４】画像を表示するには、電子を目標に正確に
当てる必要があり、その為には２枚の平面基板であるガ
ラス基板は正確に位置合わせを行う必要がある。またＦ
ＥＤ用パネルはブラウン管と同程度の真空度を必要とす
るため、ガラス基板の間はフリットガラスを用いてシー
ルしている(以下、「フリットシール」と記す)。つまり、
ＦＥＤ用パネルの組立プロセスは２枚のガラス基板の位
置合わせを行って仮固定し、その後、その仮固定状態を
保って両ガラス基板をフリットガラスによりシール（本
固定）する工程を採る。このため、仮固定されたパネル
が本固定の終了するまでの間にずれてしまっては意味が
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この仮固定には接着剤
を使う方法があるが、接着剤を硬化させるのに時間が掛
かり、フリットシール時の高温に耐えられる接着剤が高
価であるなどの問題がある。

【０００６】また、ＦＥＤ用パネルでは高真空度が要求
されるため、有機物を含む接着剤の使用は製品の性能上
好ましくない。この有機物を含む接着剤を使用した例
（特開平１１−２７５５２、特表平１１−５０８３９
７）では、その除去が必要となっている。

【０００７】更にまた、ガラス基板上の金属膜にレーザ
ーを照射すると、この部分から熱が発生する。この熱に
よる急激な温度変化でガラス基板が損傷してしまう。

【０００８】そこで、ガラス基板全体を或る程度の温度
まで加熱し、この急激な温度変化を発生させない方法が
考えられる。しかし、ガラス基板は１０°Ｃ／分以上の
温度変化では変形が発生するので、例えば、ガラス基板
を４００°Ｃに加熱しようとすると、加熱だけでも４０
分の時間を必要とし、更に、これより冷却する時にも４
０分を必要とし、これだけで８０分も必要となり、量産
プロセスとしては適当ではない。

【０００９】従って、本発明はこのような課題を解決し
ようとするものであって、２枚の平面型ディスプレイパ
ネル用平面基板を互いに平行に、精密に位置合わせがで
き、しかも短時間で固定、シールできる平面型ディスプ
レイパネル用平面基板及び平面型ディスプレイパネルの
製造方法を得ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】それ故、請求項１に記載
の発明では、平面型ディスプレイパネル用平面基板の外
周部の表面の複数箇所に断熱層を、そして該断熱層の上
方に金属層を設けて、前記課題を解決している。

【００１１】そして請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の平面型ディスプレイパネル用平面基板におけ
る前記断熱層をセラミック材で形成して、前記課題を解
決している。

【００１２】また、請求項３に記載の発明では、平面型
ディスプレイパネルを、外周部の表面の複数箇所に断熱
層と該断熱層の表面に金属層が設けられた透明の平面型
ディスプレイパネル用平面基板と、前記断熱層と前記金
属層とに対応して、外周部の表面の複数箇所に断熱層と
該断熱層の表面に金属層が設けられた平面型ディスプレ
イパネル用平面基板とを、前記両金属層を対向させ、か
つ前記両金属層間に所定の厚さの金属ブロックを介在さ
せて所定の均一な間隔が形成され互いに平行に位置合わ
せされ、前記各金属層と前記金属ブロックとがそれぞれ
溶着され、前記金属ブロックが存在しない部分で前記両
平面型ディスプレイパネル用平面基板の全周をフリット
シールされている構造を採って、前記課題を解決してい
る。

【００１３】そしてまた、請求項４に記載の発明の平面
型ディスプレイパネルの製造方法では、外周部の表面の
複数箇所に断熱層が、そして該断熱層の上方に金属層が
設けられており、少なくとも一方が透明板である平面型
ディスプレイパネル用平面基板を二枚、前記金属層を対
向させ、かつ前記両金属層間に所定の厚さの金属ブロッ
クを介在させて所定の均一な間隔を形成した状態で互い
に平行に位置合わせした状態で、前記各金属層と前記金
属ブロックとをそれぞれ溶着して前記両平面型ディスプ
レイパネル用平面基板を仮固定し、その後、前記金属ブ
ロックが存在しない部分で前記両平面型ディスプレイパ
ネル用平面基板の全周をフリットシールする方法を採っ
て、前記課題を解決している。

【００１４】更に、請求項５に記載の発明の平面型ディ
スプレイパネルの製造方法では、請求項４に記載の平面
型ディスプレイパネルの製造方法における前記溶着がレ
ーザーを用いて行う方法を採って、前記課題を解決して
いる。

【００１５】それ故、請求項１に記載の発明によれば、
２枚の平面基板を位置合わせして溶着する場合に、金属
層同士であるので溶着し易く、そして発生する熱は断熱
層により断熱されるので、平面基板の損傷を大幅に軽減
できる。

【００１６】そして、請求項２に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の作用に加えて、断熱層をセラミ
ックで形成したことにより、レーザーによる急激な温度
変化が平面基板に生じることを防止できる。

【００１７】また、請求項３に記載の発明によれば、簡
単な構造で高精度に位置合わせできる。

【００１８】そしてまた、請求項４に記載の発明によれ
ば、２枚の平面基板の位置合わせを高精度に、かつ短時
間で行うことができる。

【００１９】更に、請求項５に記載の発明によれば、請
求項４に記載の発明の作用に加えて、２枚の平面基板の
溶着を非常に短時間で行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明の一実
施形態の平面型ディスプレイパネル用平面基板及び平面
型ディスプレイパネルの製造方法を説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施形態の平面型ディス
プレイパネルの構造を示す断面側面図、図２は本発明の
平面型ディスプレイパネルの製造方法を説明するための
略線的斜視図、そして図３は平面型ディスプレイパネル
の製造方法の仮固定で用いて好適なレーザー溶接による
２枚の平面型ディスプレイパネル用平面基板の溶接の様
子を説明するための一部断面側面図である。

【００２２】なお、図１には平面型ディスプレイパネル
の一例としてＦＳＤパネルを採り上げて示したが、一点
鎖線内の表示エリア内はＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓ
−ｐｌａｙ Ｐａｎｅｌの略）であってもよい。

【００２３】図１において、符号１は全体として本発明
の一実施形態の平面型ディスプレイパネルを指す。この
平面型ディスプレイパネル１は、２枚の平面基板、即
ち、カソード基板である平面基板１０とアノード基板で
ある平面基板２０とから構成されている。平面基板１０
は平面型ディスプレイパネル１の背面板であって、その
内表面にはエミッタ１１が成膜されており、平面基板２
０は平面型ディスプレイパネル１の前面板であって、そ
の内表面には蛍光体２１が成膜されており、平面基板２
０の蛍光体２１は平面基板１０のエミッタ１１から放出
される電子により光を発し、画像が表示される。図１に
おける符号Ａで示した一点鎖線内のエリアが実際に平面
型ディスプレイパネル１として機能し、更に、符号Ｂで
示した破線内のエリアが画像表示エリアである。

【００２４】本発明の平面基板１０、２０では、その画
像表示エリアＢの外側のエリアを仮固定のエリアに使用
される。この仮固定に使用する部分の材料は、この後の
フリットシール時の高温（約５００°Ｃ）で変形、損傷
することなく、２枚の平面基板１０、２０を保持し、両
者の位置をずらさないようにするものでなければならな
い。本発明においては、この条件を満たすガラスを用い
て平面基板１０と平面基板２０とが形成されているが、
前記の条件を満たすものであれば、平面基板１０はガラ
スでなくてもよく、半導体ウェーハであってもよい。ま
た、平面基板２０は透明ガラスで構成することが望まし
いが、ガラスに限定されるものではない。

【００２５】本発明の一実施形態の平面基板１０には、
その画像表示エリアＢの外側のエリアの表面の複数箇所
にセラミックの断熱層１２を、そしてその断熱層１２の
表面に金属層１３を形成する。

【００２６】また、本発明の一実施形態の平面基板２０
にも、前記それぞれの断熱層１２及び金属層１３にそれ
ぞれ対応して、前記画像表示エリアＢ以外のエリアの表
面の複数箇所にセラミックの断熱層２２を、そしてその
断熱層２２の表面に金属層２３を形成する。

【００２７】そして、本発明の平面型ディスプレイパネ
ル１の製造方法においては、図２に示したように、それ
ぞれの金属層１３、２３間に所定の厚さの金属ブロック
３０を介在させて、両平面基板１０、２０を所定の間隔
を開けて、互いに平行に重ね合わせ、レーザー出射ユニ
ット５０からレーザーを射出して金属層１３と金属ブロ
ック３０の一端とを溶接し、そして金属層２３と金属ブ
ロック３０の他端とを溶接して、両平面基板１０、２０
を仮固定する。

【００２８】その後、前記画像表示エリアＢ以外のエリ
アで前記各金属ブロック３０の内側の両平面基板１０、
２０の内表面をフリットシールし、固定する。

【００２９】実施例としては、断熱層１２、２２に約１
０μｍの厚さでアルミナ（Ａｌ２Ｏ３ −ＺｒＯ２ ）
を、金属層１３、２３に約１５μｍの厚さでニッケル
（Ｎｉ）をそれぞれ溶射により成膜した。金属ブロック
３０には厚さ１．３ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）
を使用した。

【００３０】図２に、両平面基板１０、２０を仮固定す
るプロセス全体を示した。図２で図示したように、平面
基板１０及び平面基板２０の相互の位置合わせが終了し
た後、両平面基板１０、２０を通してレーザー出射ユニ
ット５０からレーザーを放射する。

【００３１】レーザーは、例えば、ＹＡＧレーザー（波
長１０６４ｎｍ）を用いるとよい。この波長のレーザー
は平面基板１０、２０もガラス基板を透過するため、レ
ーザーの照射によるガラスの損傷はない。更に、このレ
ーザーはセラミックスである断熱層１２、２３では減衰
はするものの、断熱層１２、２２を透過し、金属層１
３、２３と金属ブロック３０に到達し、図３に示したよ
うに、これら両部分を溶接する。

【００３２】図３に平面基板２０側の詳細な溶接メカニ
ズムを示したように、この溶接の際に溶接部Ｃで熱Ｈが
発生し、その熱Ｈが平面基板２０に伝わる。符号Ｄで示
した部分は、熱Ｈが平面基板２０に伝わることにより、
急激な温度変化が生じて損傷してしまう部分である。平
面基板２０全体を或る程度の温度まで加熱しながらレー
ザーを照射し、この急激な温度変化を緩和するという方
法も考えられるが、本発明では、この熱Ｈが平面基板２
０に伝わらないよう、平面基板２０と金属層２３の間に
断熱層２２を設けて断熱した。平面基板１０側の断熱層
１２、金属層１３及び金属ブロック３０との溶接メカニ
ズムについても同様である。なお、図２における符号５
１は光ファイバーを指し、他端はレーザー本体に接続さ
れている。

【００３３】この構造によリレーザー溶接が可能とな
り、非常にシンプル、かつ短時間で平面基板１０、２０
同士を固定することが可能となった。

【００３４】図２に示したように、全ての溶接場所にレ
ーザー出射ユニット５０を設置して溶接を全て同時に行
ってもよいが、一台のレーザー出射ユニット５０を移動
させながら順次溶接を行うようにしてもよい。

【００３５】両平面基板１０、２０の仮固定が終了する
と、次に、画像表示エリアＢ外のエリアにおいて、両平
面基板１０、２０の全周の隙間にフリットガラス４０を
挿入、装着し、そして加熱してフリットガラス４０を溶
融、冷却してシールする。

【００３６】断熱層２２のセラミックスは断熱が目的で
あるので、前記の実施例のもの以外にＭｇＯ−ＳｉＯ２
などの他のセラミックスでもよいし、特に断熱ができ
ればセラミックスに限定されるものではない。

【００３７】また、金属層１３、２３、金属ブロック３
０は溶接ができるものであれば、特に前記の材料に限定
されるものではない。

【００３８】金属層１３、２３の成膜ではスパッタ、蒸
着などの薄膜成膜法でもよいが、前記のように溶射とい
う方法はスパッタ、蒸着などの薄膜成膜方法より材料に
制限が少なく、また膜厚もこれらの方法と比べものにな
らないほど厚く（数１０μｍ〜数ｍｍまで）成膜できる
ので、材料、条件の選択範囲を広くすることができる。

【００３９】本発明では、この仮固定を画像表示エリア
Ｂ外に設けているが、画像表示エリアＢ内に設けても構
わない。

【００４０】ＰＤＰにおいてもＦＥＤ同様に、２枚の平
面基板である前面板と背面板とは相互に位置合わせをす
る必要があり、また、前面板と背面板との間のシールに
はフリットガラスが用いられており、ＦＥＤと画像表示
原理、構造は異なるが、本発明を適用すると効果的であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、 １．高精度に位置合わせされた平面型ディスプレイパネ
ル（ＦＥＤ、ＰＤＰ）の生産を実現できる ２．仮固定はレーザーによる金属同士の溶接であるので
非常に短時間で固定することができる ３．仮固定用の治工具類を必要とせず、また、その着脱
作業を必要としない ４．フリットシール時の高温環境でもガラス基板である
平面基板の相互位置に位置ずれが発生しない ５．平面基板の加熱、不活性ガス雰囲気を必要としない ６．断熱層、金属層、金属ブロックの単純な部材で構成
されたシンプルな構造で仮固定が実現できるため、不良
品の発生を抑制することができる ７．樹脂などの有機材料を使用しないため、平面型ディ
スプレイパネルの特性に悪影響を与えるガスが発生せ
ず、不良品を無くすことができる ８．プロセスタイムが短いので、１台の役備で処理でき
る製品数量が増え、設備投資を抑制できる ９．仮固定をするための治工具類を必要としないので、
設備投資を少なくすることができ、かつこれらを脱着す
る作業が不要となるので、作業工数を削減することがで
きる １０．平面型ディスプレイパネルでフリットガラスによ
リバネルを封止するもの全てに適用することができる など、数々の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の平面型ディスプレイパ
ネルの構造を示す断面側面図である。

【図２】 本発明の平面型ディスプレイパネルの製造方
法を説明するための略線的斜視図である。

【図３】 平面型ディスプレイパネルの製造方法の仮固
定で用いて好適なレーザー溶接による２枚の平面型ディ
スプレイパネル用平面基板の溶接の様子を説明するため
の一部断面側面図である。

【符号の説明】

１…本発明の一実施形態の平面型ディスプレイパネル、
１０，２０…本発明の一実施形態の（平面型ディスプレ
イパネル用）平面基板、１２，２２…断熱層、１３，２
３…金属層、３０…金属ブロック、４０…フリットガラ
ス、５０…レーザー出射ユニット、Ａ…実際に平面型デ
ィスプレイパネルとして機能する部分、Ｂ…画像表示エ
リア、Ｃ…溶接部、Ｄ…断熱層が無い場合、発生した熱
Ｈで損傷を受ける平面型ディスプレイパネル用平面基板
２０の部分、Ｈ…溶接により発生した熱

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部の表面の複数箇所に断熱層が、そ
   して該断熱層の上方に金属層が設けられていることを特
   徴とする平面型ディスプレイパネル用平面基板。
2. 【請求項２】 前記断熱層がセラミック材で形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の平面型ディスプ
   レイパネル用平面基板。
3. 【請求項３】 外周部の表面の複数箇所に断熱層と該断
   熱層の表面に金属層が設けられた透明の平面型ディスプ
   レイパネル用平面基板と、前記断熱層と前記金属層とに
   対応して、外周部の表面の複数箇所に断熱層と該断熱層
   の表面に金属層が設けられた平面型ディスプレイパネル
   用平面基板とを、前記両金属層を対向させ、かつ前記両
   金属層間に所定の厚さの金属ブロックを介在させて所定
   の均一な間隔が形成されて互いに平行に位置合わせさ
   れ、前記各金属層と前記金属ブロックとがそれぞれ溶着
   され、前記金属ブロックが存在しない部分で前記両平面
   型ディスプレイパネル用平面基板の全周をフリットシー
   ルされていることを特徴とする平面型ディスプレイパネ
   ル。
4. 【請求項４】 外周部の表面の複数箇所に断熱層が、そ
   して該断熱層の表面に金属層が設けられており、少なく
   とも一方が透明板である平面型ディスプレイパネル用平
   面基板を二枚、前記金属層を対向させ、かつ前記両金属
   層間に所定の厚さの金属ブロックを介在させて所定の均
   一な間隔を形成した状態で互いに平行に位置合わせした
   状態で、前記各金属層と前記金属ブロックとをそれぞれ
   溶着して前記両平面型ディスプレイパネル用平面基板を
   仮固定し、その後、前記金属ブロックが存在しない部分
   で前記両平面型ディスプレイパネル用平面基板の全周を
   フリットシールすることを特徴とする平面型ディスプレ
   イパネルの製造方法。
5. 【請求項５】 前記溶着をレーザーを用いて行うことを
   特徴とする請求項４に記載の平面型ディスプレイパネル
   の製造方法。