JP2005011558A

JP2005011558A - フラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置

Info

Publication number: JP2005011558A
Application number: JP2003171639A
Authority: JP
Inventors: Yukio Murakami; 由紀夫村上; Keiji Ishii; 啓二石井; Yoshikuni Hirano; 芳邦平野; Yasushi Motoyama; 靖本山
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】排気管を用いて真空排気を行いつつも、多量の不純ガスを発生する排気管のチップオフ作業を回避することができるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を得る。
【解決手段】排気管６０に囲まれた、背面板２０の背面側の透孔部５０の周囲には、この透孔部５０を閉塞するリング状の透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０が配設されている。透孔部閉塞用フリットガラス７０は、ガラス粉末を所定形状に固めて形成し、仮焼結したものである。排気管６０を介して前面板１０および背面板２０の間を所定の真空度まで真空排気した後、この透孔部閉塞用フリットガラス７０を所定の温度に加熱して溶融し、透孔部５０を閉塞する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等のフラットパネルディスプレイのパネル内を、そのパネルに設けた透孔部を介して真空排気した後、所定のタイミングにおいて排気路を封止する工程を有するフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高輝度、高精細で薄型大画面を達成し得るプラズマディスプレイ（以下ＰＤＰと称する）の開発が活発化している。さらに、消費電力を大幅に低減し得る次世代の薄型大画面用のディスプレイとしてフィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと称する）の開発も進められている。
【０００３】
ＰＤＰとＦＥＤは動作原理が互いに異なるものの、いずれも、画像表示用パネルを構成する前面板と背面板を微小間隔をもって対向させ、この間のスペースを放電ガス雰囲気または高真空状態とするために、これら前面板と背面板を貼り合せて封着する必要がある。
【０００４】
このようなＰＤＰやＦＥＤについての構造や製造方法を紹介する文献は従来より知られており、特に、カラーＰＤＰについては、構造および製造方法の概略が下記非特許文献１に記載されており、またシール層形成・貼合せ・封着・排気・封入・封止プロセス等についての具体例が下記非特許文献２に開示されている。
【０００５】
ところで、このようなカラーＰＤＰでは、一般に、真空排気処理によりパネル内の真空度が所定状態に到達すると放電ガスを封入した後、ガラス管等により構成される排気管の所定部分を加熱溶融し、その両側を引き離すチップオフ作業を行ってパネル内を封止する。ＦＥＤは放電ガスの封入は行わないが、封止工程ではカラーＰＤＰと同様に排気管のチップオフ作業を行ってパネル内を封止する手法が一般的である。
【０００６】
一方、封着・排気作業を真空雰囲気で行う手法も従来より提案されている。
マッフル炉を真空チャンバーに見立てる発想であり、マッフルはパネル寸法に合わせてできるだけ容量を小さくしておく。この手法は、排気管が不要であり、１サイクルのプロセス時間を大幅に短縮することができる、等の利点を有する。
【０００７】
【非特許文献１】
“４２形ハイビジョンＤＣ−ＰＤＰの開発”，関昌彦他，映像情報メディア学会誌発行，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．２，ｐｐ．３０１〜３０９（２０００）
【非特許文献２】
“最新プラズマディスプレイ製造技術”，内藤豊，株式会社プレスジャーナル，平成９年１２月１日発行，ｐｐ．１１８〜１２３
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した、排気管のチップオフ作業を行ってパネル内を封止する手法によれば、このチップオフ作業を行う際になされる排気管の加熱溶融処理により、この排気管等から大量の不純ガスが放出され、この放出された不純ガスがパネル内に閉じ込められるため、パネル内の真空度や放電ガスの純度が所定状態よりも劣化したり、不純ガスの影響により電極等の劣化が激しくなる。
【０００９】
一方、上述した、封着・排気作業を真空雰囲気で行う手法では、排気管が不要となる等の利点は有するものの、以下の如き多くの未解決の問題を有している。すなわち、フリット溶着時に不純ガスが発生しパネル内に閉じこめられ、真空度が低下する虞があるという問題、前面板／背面板間の排気ギャップの確保が難しいという問題、前面板／背面板貼合せ時の位置ずれや位置決め精度に関する問題、ガスの封入精度に関する問題、放電エージングに関する問題、ＭｇＯ膜に対する影響を考慮しなければならないという問題、ガラスフリットの溶融〜接着〜固化の期間に発生するパネル内部と外部の圧力差がシール性に及ぼす影響を考慮しなければならないという問題、および封入ガスの使用量やチャンバー内充填ガスの回収方法に関する問題、等である。
【００１０】
このような封着・排気作業を真空雰囲気で行う手法は特殊放電管の製作方法として古くから知られているが、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法に適用する場合には、そのサイズや構造等の特殊性から、上述したような問題を全て解決するためには多大な時間と困難性が予想される。このため、早急な対応が要求されているフラットパネルディスプレイ装置への適用は、少なくとも現段階では難しいと考えられる。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、排気管を用いて真空排気を行いつつも、多量の不純ガスを発生する排気管のチップオフ作業を回避することができるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法では、パネルの真空排気はパネルの透孔部に取り付けた排気管を通じて行い、排気路の封止は、排気管のチップオフによるのではなく、フリットガラスを溶融して該透孔部を閉塞することにより行う。これにより、従来のように、チップオフ時に多量に発生した不純ガスがパネル内に残留することがない。また、透孔部の閉塞のためのフリットガラスの溶融作業は、排気管のコンダクタンスが大きい状態で行われるので、この際に発生する不純ガスはこの排気管を通じて外部に排出され、パネル内に残留することがない。
【００１３】
すなわち、本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法は、少なくとも一方に所定の蛍光材料が塗布された状態で対向配置された前面板および背面板の間を高真空状態に設定することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、
前記前面板および前記背面板の少なくとも一方に設けた透孔部に排気管を取り付けるとともに該透孔部の周囲領域にフリットガラスを配設し、該排気管を介して前記前面板および前記背面板の間を所定の真空度まで真空排気した後、該フリットガラスを加熱溶融して該透孔部を閉塞することを特徴とするものである。
【００１４】
また、ＰＤＰ等の、前面板および背面板の間に放電ガスを封入することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、前記排気管を介して前記前面板および前記背面板の間を所定の真空度まで真空排気した後に放電ガスを封入し、この後フリットガラスを加熱溶融して該透孔部を閉塞することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記フリットガラスを加熱溶融して前記透孔部を閉塞した後に前記排気管を除去することができる。
【００１６】
また、前記前面板と前記背面板をフリットガラスを介して互いに貼り合せる場合に、該貼合せ用のフリットガラスの溶融温度が、前記透孔部を閉塞するためのフリットガラスの溶融温度に比べて低温となるように設定することが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明のフラットパネルディスプレイの製造装置は、上述したいずれかのフラットパネルディスプレイの製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る、カラーＰＤＰ、ＦＥＤ等のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法について図面を用いて説明する。なお、以下では、特にカラーＰＤＰやＦＥＤの製造方法について説明するが、同種のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法にも勿論適用可能である。
【００１９】
図１は、本実施形態方法を用いて製造されたフラットパネルディスプレイ装置の断面図（Ａ）および平面図（Ｂ）を示すものである。なお、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【００２０】
図示するように、このフラットパネルディスプレイ装置１００は、所定間隔を空けて対向配置された前面板１０と背面板２０の間に、シール層ペーストとして機能する貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０を介在させて、前面板１０と背面板２０の封着を行ったものであり、これら前面板１０と背面板２０に配設された電子源または電極、蛍光体、障壁等の部材は図示を省略されている。なお、前面板１０と背面板２０の間に、間隔保持用のガラススペーサを介在させることも可能である。
【００２１】
上記前面板１０と背面板２０はガラス材またはセラミック材により形成されている。なお、前面板１０および背面板２０に電子源または電極、蛍光体、障壁等の部材を配設する手法は従来から周知の印刷技術や薄膜技術を用いて行われる。
【００２２】
また、これら前面板１０と背面板２０間のスペースを高真空状態とするため、背面板２０に設けた透孔部５０に排気管６０が背面板２０の背面側に取り付けられている。また、排気管６０は真空ポンプ（図示せず）に接続されている。なお、排気管６０は、上述した貼合せ用フリットガラス４０と同様の組成からなる排気管固定用のフリットガラスにより背面板２０の背面側に取り付けられている。
【００２３】
ところで本実施形態方法における特徴的な構成の１つは、排気路の封止は、排気管６０のチップオフによるのではなく、フリットガラスを溶融して透孔部５０を閉塞することにより行う点にある。すなわち、図１に示すように、排気管６０に囲まれた、背面板２０の背面側の透孔部５０の周囲には、この透孔部５０を閉塞するリング状の透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０が配設されており、本実施形態方法においては、排気管６０を介して前面板１０および背面板２０の間を所定の真空度まで真空排気した後、この透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０を所定の温度に加熱して溶融し、溶融されたフリットガラス７０をもって上記透孔部５０を閉塞するようにしている。
【００２４】
なお、この透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０は、ガラス粉末を所定形状に固めて形成し、仮焼結したもの（脱バインダが終了した焼結体）であって、一般にガラスタブレットと称されて市販されているものを用いる。
【００２５】
なお、背面板２０への透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０の固定は、例えば背面板に塗布したフリットガラスを用いて行う。また、上記透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０の厚みが薄い場合は、スクリーン印刷の手法を用いフリットガラスを重ねて塗布することで形成するようにしてもよい。
【００２６】
また、作業性を良好とするためには、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０の封着温度を、貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０や上述した排気管固定用のフリットガラスの封着温度よりも高い温度に設定する。すなわち、貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０や上述した排気管固定用のフリットガラスには、例えば封着温度が４００℃以下の低温用結晶タイプのものを用い、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０には、例えば封着温度が４５０℃以上の高温用非結晶タイプのものを用いる。
【００２７】
このように、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０の封着温度を、貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０や上述した排気管固定用のフリットガラスの封着温度よりも高い温度に設定することで、前面板１０と背面板２０の貼合せ（封着）、あるいは排気管６０の背面板２０への固定を行う際に、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０によって透孔部５０が閉塞する事態を確実に防止できる。
この場合の製造方法の手順は、以下のようになっている。
【００２８】
すなわち、まず、電気炉（図示せず）内にフラットパネルディスプレイ装置１００を配設した状態で、電気炉内の温度を４００℃まで上げ、貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０および上述した排気管固定用のフリットガラスを溶融する。なお、結晶タイプのフリットガラスは温度を下げなくても４００℃を３０分程度維持すると固化する。そこで、上記フリットガラスの溶融後も、４００℃の温度を維持して、貼合せ用フリットガラス（タブレット）４０および上述した排気管固定用のフリットガラス（タブレット）を固化させることで、前面板１０と背面板２０の貼合せ（封着）、および排気管６０の背面板２０への固定を行う。この場合、前面板１０と背面板２０の貼合せ状態、および排気管６０の背面板２０への固定状態がずれないように保持する。この後、排気管６０を介してパネル内の真空排気を行い、目的の真空度に到達した時点で、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０を４５０℃となるまで加熱し、この透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０を溶融する。溶融した透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０が透孔部５０を閉塞した状態となったら、加熱を停止する。
【００２９】
なお、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０の加熱は、電気炉内で行うことも可能であるが、例えばレーザー照射等により、透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０のみを局部的に加熱するようにしてもよい。
【００３０】
このように、本実施形態方法によれば、排気路の封止は、排気管６０のチップオフによるのではなく、フリットガラスを溶融して透孔部５０を閉塞することにより行っているので、従来のように、チップオフ時に多量に発生した不純ガスがパネル内に残留する状態とはならない。
なお、透孔部５０の閉塞のためのフリットガラスの溶融作業は、排気管６０のコンダクタンスが大きい状態で行われるので、この際に発生する不純ガスはこの排気管６０を通じて外部に排出され、パネル内に残留することはない。
【００３１】
また、上述したように、溶融した透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）７０により透孔部５０を閉塞する作業が完了した後、排気管６０を背面板２０の近傍から切断する等して除去する。
この排気管６０の除去作業は、チップオフ処理のように加熱することなしに行うことが可能であるから、背面板２０の近傍において切断することができ、製品に不要な排気管全体を、略除去することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置によれば、パネル内の真空排気後において、排気路の封止は、排気管のチップオフによるのではなく、排気管と接続される前面板または背面板に設けた透孔部を、溶融したフリットガラスで閉塞することにより行うようにしているので、従来のように、チップオフ時に多量に発生した不純ガスがパネル内に残留するという事態を防止することができる。
【００３３】
これにより、ＰＤＰ等の、放電ガスを封入する装置においては、放電ガスの純度が低下せず、不純ガスと電極表面の反応が起こりにくいために、放電電圧の上昇や輝度劣化が少なく長時間に亘って初期の特性を維持することができる。
【００３４】
また、ＦＥＤ等の、放電ガスを封入しない装置においては、真空度の低下を少なくすることができるので、電圧の上昇や輝度劣化が起こりにくく、放電破壊などによるトラブルも少なくなり歩留まりも向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を説明するための概略断面図（Ａ）および概略平面図（Ｂ）
【符号の説明】
１０前面板
２０背面板
４０貼合せ用フリットガラス（タブレット）
５０透孔部
６０排気管
７０透孔部閉塞用フリットガラス（タブレット）
１００フラットパネルディスプレイ装置（パネル部分）

Claims

少なくとも一方に所定の蛍光材料が塗布された状態で対向配置された前面板および背面板の間を高真空状態に設定することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、
前記前面板および前記背面板の少なくとも一方に設けた透孔部に排気管を取り付けるとともに該透孔部の周囲領域にフリットガラスを配設し、該排気管を介して前記前面板および前記背面板の間を所定の真空度まで真空排気した後、該フリットガラスを加熱溶融して該透孔部を閉塞することを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記前面板および前記背面板の間に放電ガスを封入することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、前記排気管を介して前記前面板および前記背面板の間を所定の真空度まで真空排気した後に放電ガスを封入し、この後フリットガラスを加熱溶融して該透孔部を閉塞することを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記フリットガラスを加熱溶融して前記透孔部を閉塞した後に前記排気管を除去することを特徴とする請求項１または２記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記前面板と前記背面板をフリットガラスを介して互いに貼り合せる場合に、該貼合せ用のフリットガラスの溶融温度が、前記透孔部を閉塞するためのフリットガラスの溶融温度に比べて低温となるように設定することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
請求項１〜４のうちいずれか１項記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置。