JP2003068199A - 表示パネルの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示パネルの異常発光現象を解決することを
目的とする。 【解決手段】 基板の脱バイ過程を含む熱処理工程で不
純ガスをあらかじめ十分除去するとともに、その後の封
着工程や排気工程においてさらに付着する不純ガスの付
着を防止し、さらには表示パネルの接合に関する信頼性
を損なわない熱処理方法を提供するもので、表示パネル
の封着部材の熱処理工程において、第一昇温過程で脱バ
イを行い、第二昇温過程で封着温度までに発生するガス
をあらかじめ除去するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電パネルな
どの表示パネルにおいて、特に封着部材の熱処理工程に
特徴を備えた表示パネルの製造方法および製造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、表示パネルを構成する容器
は、例えば前面基板と背面基板の二つの基板の周辺を封
着部材を用いて封着する封着工程を経て作成される。こ
こで封着工程について詳細に説明する。

【０００３】基板の封着に使用する封着部材ははじめペ
ースト状である。このペーストは、低融点ガラス（Ｐｂ
Ｏを主成分とする低融点ガラス成分とセラミック粉末と
の混合物）からなる粉状のフリットに溶剤と樹脂成分を
含む液体を混ぜ、ペースト状にしたもので、溶剤には酢
酸イソアミル、樹脂はニトロセルロースが一般に使われ
る。

【０００４】このペースト状の封着部材は、ディスペン
サ等であらかじめ一方の基板の周端縁部に塗布され、１
１０℃の温度で約１０分間乾燥工程を行い、封着部材の
溶剤成分を除去した後、次に図５に示すように３６５℃
にて約３０分間加熱し、ペースト化に用いた樹脂成分を
熱酸化させて封着部材から除去する。この工程を一般に
脱バイ過程と言う。これは、表示パネル点灯時の微小な
不純物ガスに起因する放電の際にちらつきや、蛍光体の
輝度が低下を防止するために、不純物ガスになりやすい
樹脂成分をできるだけ有効に排除するために実施され
る。

【０００５】脱バイ過程を経た基板は、対向配置される
もう一方の基板とのアライメントを実施して組み立てた
後、４５０℃に加熱され、封着部材を溶融して２枚の基
板を封着する。その後フィールドエミッション型パネル
や蛍光表示管は真空排気後封止し、またプラズマディス
プレイにおいては真空排気後ガス封入を行い表示パネル
を完成させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして封着したパネルは使用中に異常発光現象が生じ
るという問題がある。

【０００７】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
ので、表示パネルの異常発光現象を解決することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、脱バイ過程の処理温度より封着温度のほ
うが高いため、封着工程で脱バイ処理温度から封着温度
までの間に封着部材から放出される水、あるいは炭酸ガ
ス等の有機成分が分解したガスがパネルの内部に閉じ込
められ、不純ガスとして残留し表示特性を劣化させるこ
と、また脱バイ処理等の熱処理過程の後、冷却して室温
に戻した際に大気中の水等が封着部材のみならず基板全
体に付着し、やはり封着時にパネル内に閉じ込められる
こと、また単に脱バイ処理の温度を封着温度近傍まで上
げると有機成分が封着部材の中に気泡として閉じ込めら
れ、封着した際封着層内に気泡を残留させ真空排気時に
リークするなどパネル強度の信頼性を大きく損なうこと
などの知見を得た。

【０００９】本発明は、基板の脱バイ過程を含む熱処理
工程で不純ガスをあらかじめ十分除去するとともに、そ
の後の封着工程や排気工程においてさらに付着する不純
ガスの付着を防止し、さらには表示パネルの接合に関す
る信頼性を損なわない熱処理方法を提供するもので、表
示パネルの封着部材の熱処理工程において、第一昇温過
程とそれに続く第二昇温過程の少なくとも２つ以上の昇
温過程を有するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明の請求項１に記
載の発明は、表示パネルを構成する基板の周辺部を封着
する封着部材の熱処理工程において、第一昇温過程とそ
れに続く第二昇温過程の少なくとも２つ以上の昇温過程
を有する表示パネルの製造方法である。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
表示パネルを構成する基板の周辺部を封着する封着部材
の熱処理工程と、この熱処理工程に続く表示パネルの組
立工程、封着工程および排気工程とを有する表示装置の
製造方法において、封着部材の熱処理工程は第一昇温過
程とそれに続く第二昇温過程の少なくとも２つ以上の昇
温過程を有し、かつ熱処理工程に続く表示パネルの組立
工程、封着工程および排気工程までをドライエアー雰囲
気で実施することを特徴とする表示パネルの製造方法で
ある。なお、ドライエアー雰囲気に代えて、窒素雰囲気
で実施することも特徴としている。これにより熱処理工
程以降に基板に吸着するガスとして特に水の吸着を防止
することができる。

【００１２】ここで、本発明において、第一昇温過程は
封着部材のペースト化に用いられるバインダー成分の熱
酸化分解温度以上でかつ封着部材に含まれる低融点ガラ
スの熱収縮温度以下であり、前記の脱バイ過程に相当す
るものであり、第二昇温過程は封着部材の封着温度以上
で、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温する
ものである。これにより封着部材のペーストに含まれて
いた有機物を除去するとともに、封着温度までに発生す
るガスを十本除去することができる。

【００１３】また熱処理工程において、第一昇温過程は
基板の封着部材を形成した側とは反対の側から加熱する
ことにより、封着部材は表面より基板に接する内側から
温度が上昇し、封着部材の表面の低融点ガラスが熱収縮
し、一部溶融して表層を覆う前に内部に存在する有機成
分が熱分解したガスを有効に除去できる。

【００１４】さらに、熱処理工程をドライエアー雰囲気
で行うことにより、熱処理中に封着部材およびその他の
基板等に水分が吸着することを防止できる。また、熱処
理工程において第一昇温過程まではドライエアー雰囲気
で熱処理を実施し、それに続く第二昇温過程において真
空排気処理を複数回実施することにより、脱バイ過程ま
では酸素を有する雰囲気下で有効に脱バイ処理した後、
第２昇温過程で真空排気し、有効に不純ガスを除去でき
る。

【００１５】また、熱処理工程において、第一昇温過程
まではドライエアー雰囲気で熱処理を実施し、それに続
く第二昇温過程の降温は窒素雰囲気下で実施することに
より、降温過程で吸着するガスのうち特に表示劣化に影
響を及ぼす水が吸着しなくなる。

【００１６】以上の本発明の方法を使用することによ
り、封着した後の表示パネルの封着部材において、水平
断面における気泡を５％以下の面積とすることができ、
これにより封着部材の封着強度を信頼性を満足する強度
とすることができる。

【００１７】さらに、熱処理工程で使用する炉として、
封着部材を塗布した基板の裏面側から加熱する第一加熱
手段と、基板表面もしくは基板全体を加熱する第二加熱
手段を備えた構成とすることより、封着部材を有効に内
部から昇温することができる。

【００１８】以下、図面を用いて本発明の一実施の形態
を説明する。

【００１９】図１は本実施の形態に係る表示パネルの製
造方法において封着部材を形成したガラス基板の熱処理
工程の温度プロファイルを簡略化して示したものであ
る。

【００２０】まず、表示パネル用の封着部材の熱処理工
程について説明する。上述した封着部材のペーストをデ
ィスペンサ等で基板の周辺部に塗布する。塗布方法はス
クリーン印刷や凹版印刷などの印刷手法を用いても良い
し、あらかじめ成型したものを基板周辺に配置しても良
い。あらかじめ成型したものを用いる場合は、次に述べ
る乾燥工程を省略できる。

【００２１】ペーストを塗布した後の乾燥工程は、１０
０℃から１５０℃程度の温度で１０分から１５分加熱
し、ペーストに含まれる溶剤成分を除去する。次に乾燥
処理を経た基板を炉内にセットし熱処理工程を実施す
る。このとき炉はＩＲヒータ炉でも良いし、熱風循環式
の炉でも良いし、図１のプロファイルを実現できるもの
であれば他の方式の炉でもかまわない。

【００２２】熱処理工程は図１に示すように、第一昇温
過程と第二昇温過程の少なくとも２つの過程からなる。
まず第一昇温過程を行う。第一昇温過程は封着部材のペ
ーストに含有した樹脂成分を熱酸化分解することが主目
的である。毎分２℃から１０℃の昇温速度で３５０℃か
ら３７０℃程度まで昇温する。

【００２３】これはペーストに含まれる樹脂成分である
ニトロセルロース等の熱分解温度（ここではＴＧ分析に
おいて重量が急激に変化する温度を用いる）として２０
０℃から３００℃よりも高く、かつ低融点ガラスの熱収
縮温度（低融点ガラスの軟化点近傍を用いる）である３
５０℃から４１０℃よりも低い温度として設定する。昇
温後３５０℃から３７０℃で保温する。このとき大半の
樹脂成分は熱酸化分解されてガスとなり放出される。

【００２４】引き続き第二昇温過程に入る。ここでは後
ほど行われる封着工程の封着温度よりも高い温度まで毎
分２℃から１０℃の昇温速度で４２０℃から５００℃近
傍まで上昇させる。第二昇温過程は脱バイ過程のピーク
温度から封着工程のピーク温度までに封着部材や基板の
構成部材（例えば基板のガラスやプラズマディスプレイ
における蛍光体やリブ材）から放出されるガスを封着工
程に先立って除去するものであるから、第二昇温過程の
ピーク温度は封着温度の４１０℃から４８０℃よりも高
い温度に設定する。約１０分から３０分の間ピーク温度
で保温した後、ゆっくり冷却を実施し、第二昇温過程を
終了する。ここでは冷却も含めて第二昇温過程と称して
いる。

【００２５】図２は本発明の製造方法に使用する製造装
置としての炉の一例を示す。１は基板、２は封着部材、
３は炉体、４はホットプレート、５はヒータである。

【００２６】前記の第一昇温過程では封着部材に含有す
る樹脂成分を熱酸化分解することを記したが、十分な熱
酸化を実施するためにはピーク温度はできるだけ高いこ
とが望ましい。しかしながら、通常電気炉（たとえばＩ
Ｒヒータ炉や熱風循環炉）等で加熱する場合、封着部材
の表面が早く温度が上昇し、基板に接する側と表面とで
は温度差があり、基板と接する側の温度を十分に上昇さ
せようとすると表面はさらに温度が上昇し、溶融を開始
してしまう。表面が溶融すると、基板に接する側の有機
成分がガス化したときにガスが放出できなくなり、封着
部材中に気泡として残留した。

【００２７】そこで図２に示す本発明の炉を用いた加熱
方法を説明する。炉体３は２種類の加熱手段を有してい
る。１つは基板１の裏面側から加熱できるものであり、
図２ではホットプレート４が相当する。このほかＩＲヒ
ータでも良いし、ハロゲン等の加熱用ランプ、あるいは
レーザー光線等でも良い。

【００２８】他の１つは通常の加熱手段と同様で炉全体
を加熱しながら、基板１の表面または全体を加熱するも
のである。ここではヒータ５が相当する。他にＩＲヒー
タでも良いし、ガス加熱でも良いし、熱風循環式の加熱
手段でも良い。

【００２９】まず、裏面側の加熱手段であるホットプレ
ート４を用いて第一昇温過程を実施し、所定の温度まで
加熱する。第一昇温過程が終了するまでホットプレート
４のみで加熱を実施しても良いし、第一昇温過程の温度
キープ後半からヒータ５を併用しても良い。こうして基
板１の裏面側から積極的に加熱することによって、封着
部材２の基板１と接する部分の温度を左記に上昇させる
ため、封着部材２の表面が溶融し、内部のガスが有効に
除去できる。

【００３０】ここで、図３にプラズマディスプレイの基
板端部を示し、１０は背面板、１１は前面板、１２はリ
ブ、１３はフリットである。図４にフリット１３の水平
断面における不良（気泡が多い例）を示し、図中、白い
部分が気泡である。これは図１における第一昇温過程な
しに、第二昇温過程のみの熱処理を行ったものである。
水平断面の約６％が気泡である。

【００３１】こうして作成したパネルは、排気工程にお
いてリークを生じた。一方、図１に示した熱処理工程の
第一昇温過程と第二昇温過程を実施したパネルは気泡が
平均５％以下となり、パネルのリークも生じなかった。

【００３２】次に本発明に係る別の発明である熱処理工
程の雰囲気制御について説明する。

【００３３】図１において、第一昇温過程は脱バイが主
目的であるため、熱酸化に必要な酸素を有する雰囲気が
必要である。一方、パネル化後に不純ガスとして問題に
なるものとして水がある。従って、熱処理工程の開始時
点からドライエアー雰囲気で実施することが有効であ
る。

【００３４】具体的には、炉の内部に露点−１０℃以下
のドライエアーを導入しながら熱処理する。また炉をド
ライルーム内に設置することは一層有効である。さらに
は、熱処理工程後の基板の組立工程、封着部材を溶融し
て基板を封着する封着工程、表示パネル内の真空排気を
行う排気工程までを搬送も含めて一貫してドライエアー
雰囲気で行うことにより、さらに不純ガス付着防止に有
効である。また脱バイ工程以外を窒素雰囲気下で行う
と、ドライエアーと同等の効果が得られる。

【００３５】また、脱バイ過程でのガス除去を有効に実
施するには、脱バイ後温度が高い状態で基板を真空排気
することが有効である。ただし、封着部材が溶融した状
態で真空排気を継続して実施すると、封着部材が発泡す
る問題が生じるため、排気による減圧と減圧を開放して
大気圧に戻すことを繰り返し行うか、第二昇温過程の降
温時に真空排気を実施することが有効である。

【００３６】

【実施例】次に、具体的実施例を説明する。

【００３７】（実施例１）封着部材として、ＬＳ−０１
５１（日本電気硝子（株）製）を用い、ニトロセルロー
ス１％を酢酸イソアミル９８％に溶かしたビークルＣ
（東京応化（株）製）でペースト化したものを使用し
た。このペーストをディスペンサにてプラズマディスプ
レイのガラス基板の周辺に塗布し、１１０℃にて１０分
乾燥した。

【００３８】次に熱処理工程の第一昇温過程として熱風
式循環炉にて６℃／分で昇温し、３６０℃にて２０分保
温した後、さらに第二昇温工程として４℃／分で４５５
℃まで昇温し１５分の保温の後、４℃／分で徐冷した。

【００３９】この結果パネル化後の異常放電は大幅に減
少した。

【００４０】（実施例２）封着部材、基板等は実施例１
と同様の封着部材および基板を用い、熱処理工程を露点
−３０℃のドライエアー雰囲気化で実施した。この結果
パネル化後の異常放電は発生しなかった。

【００４１】（実施例３）炉体中央に基板支持部材を配
し、その下部にハロゲンランプを設置した熱風循環炉
で、実施例１と同様の封着部材および基板を用い、第一
昇温過程として８℃／分にて基板の裏面から加熱した。
続いて４℃／分で４５０℃まで加熱し３０分保温した
後、４℃／分で徐冷した。

【００４２】この結果、フリット層の水平断面内の気泡
の占める割合は平均２％以下に抑えることができた。ま
た同様に熱処理工程を経てパネル化したものは、リーク
等の不良は発生しなかった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る表示パ
ネルの製造方法は、基板の熱処理工程で封着部材の脱バ
イ過程である第一昇温過程と封着温度までに発生するガ
スをあらかじめ除去する第二昇温過程とを実施すること
により、不純ガスをあらかじめ十分に除去することがで
き、また搬送も含めた雰囲気をドライな環境にすること
により、その後の封着工程や排気工程においてさらに付
着する不純ガスの付着を防止することができ、さらには
表示パネルの接合に関する信頼性を損なわない熱処理方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による表示パネルの熱処
理工程の温度プロファイルを示す特性図

【図２】本実施の形態に係る表示パネルの熱処理工程を
実施する炉の断面図

【図３】本発明による方法を実施した封着部材で封着し
たプラズマディスプレイの端部を示す断面図

【図４】図３の封着部材の水平断面における気泡による
不良の例を示す拡大図

【図５】従来の表示パネルの封着部材の脱バイの温度プ
ロファイルを示す特性図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 封着部材 ３ 炉体 ４ ホットプレート ５ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 古川 武史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山下 勝義 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C012 AA09 BC03 5C040 HA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示パネルを構成する基板の周辺部を封
   着する封着部材の熱処理工程において、第一昇温過程と
   それに続く第二昇温過程の少なくとも２つ以上の昇温過
   程を有する表示パネルの製造方法。
2. 【請求項２】 表示パネルを構成する基板の周辺部を封
   着する封着部材の熱処理工程と、この熱処理工程に続く
   表示パネルの組立工程、封着工程および排気工程とを有
   する表示装置の製造方法において、封着部材の熱処理工
   程は第一昇温過程とそれに続く第二昇温過程の少なくと
   も２つ以上の昇温過程を有し、かつ熱処理工程に続く表
   示パネルの組立工程、封着工程および排気工程までをド
   ライエアー雰囲気で実施することを特徴とする表示パネ
   ルの製造方法。
3. 【請求項３】 ドライエアー雰囲気に代えて、窒素雰囲
   気で実施することを特徴とする請求項２に記載の表示パ
   ネルの製造方法。
4. 【請求項４】 第一昇温過程は封着部材のペースト化に
   用いられるバインダー成分の熱酸化分解温度以上で、か
   つ封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度以下ま
   で加熱昇温することを特徴とする請求項１〜請求項３の
   いずれかに記載の表示パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 第二昇温過程は封着部材の封着温度以上
   で、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
   の表示パネルの製造方法。
6. 【請求項６】 第一昇温過程は基板の封着部材を形成し
   た側とは反対の側から加熱することを特徴とする請求項
   １〜請求項３のいずれかに記載の表示パネルの製造方
   法。
7. 【請求項７】 封着部材の熱処理工程はドライエアー雰
   囲気で行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいず
   れかに記載の表示パネルの製造方法。
8. 【請求項８】 第一昇温過程まではドライエアー雰囲気
   で熱処理を実施し、それに続く第二昇温過程において真
   空排気処理を複数回実施することを特徴とする請求項１
   〜請求項３のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
9. 【請求項９】 第一昇温過程まではドライエアー雰囲気
   で熱処理を実施し、それに続く第二昇温過程の降温時に
   封着温度以下で真空排気処理を実施することを特徴とす
   る請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表示パネルの
   製造方法。
10. 【請求項１０】 第一昇温過程まではドライエアー雰囲
    気で熱処理を実施し、それに続く第二昇温過程の降温は
    窒素雰囲気下で実施することを特徴とする請求項１〜請
    求項３のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜請求項３のいずれかに記載
    の表示パネルの製造方法に使用する製造装置において、
    基板を裏面側から加熱する第一加熱手段と、基板表面も
    しくは基板全体を加熱する第二加熱手段とを備えた表示
    パネルの製造装置。
12. 【請求項１２】 第一加熱手段は光線による加熱手段で
    あることを特徴とする請求項１１に記載の表示パネルの
    製造装置。