JP2008059802A - Manufacturing method of panel unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はパネル体の製造方法に係り、特に前面ガラス基板と背面ガラス基板とを封着することにより製造されるプラズマディスプレイ用パネル等のパネル体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a panel body, and more particularly to a method for manufacturing a panel body such as a panel for a plasma display manufactured by sealing a front glass substrate and a back glass substrate.
薄型大画面テレビのディスプレイとして、自発光型・直視型ディスプレイであるプラズマディスプレイ(Plasma Display Panel:以下、「PDP」と称する)は、前面ガラス基板と背面ガラス基板とからなる2枚のガラス基板をシール材により封着し、内部に放電ガスを封入することにより形成される。この前面ガラス基板には、放電させるための表示電極上に透明誘電体とMgO保護層が形成され、背面ガラス基板には、赤・緑・青の蛍光体を分離するストライプ状の隔壁(リブ)に蛍光体が順に塗布される。このような面放電反射型ストライプ構造のPDPが、量産型のカラーPDP用パネルとして市販されている。 A plasma display panel (hereinafter referred to as “PDP”), which is a self-luminous and direct-view display, is used as a display for thin large-screen TVs. It consists of two glass substrates consisting of a front glass substrate and a rear glass substrate. It is formed by sealing with a sealing material and enclosing a discharge gas inside. This front glass substrate is formed with a transparent dielectric and a MgO protective layer on the display electrodes for discharging, and the rear glass substrate has striped barrier ribs (ribs) for separating red, green and blue phosphors. The phosphors are applied in order. A PDP having such a surface discharge reflection type stripe structure is commercially available as a mass production type color PDP panel.
ここで、参考文献1等に開示されたPDP用パネルの製造方法の一例を、図7のフローチャートに示す。
Here, an example of a method for manufacturing a PDP panel disclosed in
図7(A)で示す前面ガラス基板の製造プロセスは、まず、前面ガラス基板を受け入れると(A−1)、前面ガラス基板に透明電極である表示電極を形成する(A−2)。次に、表示電極上に細いバス電極を形成する(A−3)。バス電極には銀ペーストが用いられ、印刷やフォトリソグラフィープロセスを用いることにより形成される。次いで、表示電極及びバス電極上に、透明なガラス誘電体層を形成する(A−4)。更に、前面ガラス基板を250℃程度に加熱して、誘電体層上にMgO保護層を真空蒸着方法により形成する(A−5)。これによって、PDP用の前面ガラス基板が製造される。 In the manufacturing process of the front glass substrate shown in FIG. 7A, first, when the front glass substrate is received (A-1), a display electrode which is a transparent electrode is formed on the front glass substrate (A-2). Next, a thin bus electrode is formed on the display electrode (A-3). A silver paste is used for the bus electrode, and it is formed by using a printing or photolithography process. Next, a transparent glass dielectric layer is formed on the display electrode and the bus electrode (A-4). Further, the front glass substrate is heated to about 250 ° C., and an MgO protective layer is formed on the dielectric layer by a vacuum deposition method (A-5). Thus, a front glass substrate for PDP is manufactured.
図7(B)で示す背面ガラス基板の製造プロセスは、まず、背面ガラス基板を受け入れると(B−1)、背面ガラス基板に、ストライプ状のアドレス電極を形成し(B−2)、その上にストライプ状の隔壁を形成する(B−3)。蛍光体層形成の工程では、赤、緑、青のペーストをスクリーン印刷によって順に塗布するとともに乾燥し、その後、空気中で焼成することにより形成される(B−4)。そして、最後に背面ガラス基板の縁部に封着用シール材であるフリットガラス(封着温度が400〜500℃のガラスペースト)を塗布し、400℃付近の温度で脱バインダを行い、シール部を形成する(B−5)。これによって、PDP用の背面ガラス基板が製造される。なお、フリットガラスは、前面ガラス基板に塗布してもよく、双方のガラス基板に塗布してもよい。 In the manufacturing process of the rear glass substrate shown in FIG. 7B, first, when the rear glass substrate is received (B-1), striped address electrodes are formed on the rear glass substrate (B-2), Striped partition walls are formed on (B-3). In the phosphor layer forming step, red, green and blue pastes are sequentially applied by screen printing and dried, and then fired in air (B-4). Finally, frit glass (a glass paste having a sealing temperature of 400 to 500 ° C.), which is a sealing material for sealing, is applied to the edge of the back glass substrate, and the binder is removed at a temperature around 400 ° C. Form (B-5). Thus, a rear glass substrate for PDP is manufactured. The frit glass may be applied to the front glass substrate or may be applied to both glass substrates.
図7(C)に示すガラス基板の組み立て、ガス封入プロセスは、まず、背面ガラス基板と前面ガラス基板とを、表示電極とアドレス電極とが対向して交差するように重ね合わせることにより、隔壁で仕切られた放電空間を有するパネル体に組み立てる(C−1)。次に、このパネル体全体を加熱炉にて450℃程度に加熱することにより、前記フリットガラスを軟化流動させ、この軟化流動したフリットガラスによって背面ガラス基板と前面ガラス基板とを封着する。同時に背面ガラス基板上に開けた孔にあらかじめセットしたチップ管がフリットガラスによって接続される。この後、チップ管から放電空間内部の空気をバキュームしながら、350℃程度の雰囲気で約6時間、パネル体を焼成し、その後、放電空間に放電ガスを封入する(C−2)。この後、このパネル体を所定時間エージングし(C−3)、モジュール組立工程、及びセット組立に移行する(C−4)。以上が従来のPDPの組立工程である。 The glass substrate assembly and gas filling process shown in FIG. 7C is performed by first separating the rear glass substrate and the front glass substrate with the partition walls by overlapping the display electrodes and the address electrodes so as to face each other. Assembling into a panel body having a partitioned discharge space (C-1). Next, the entire panel body is heated to about 450 ° C. in a heating furnace to soften and flow the frit glass, and the back glass substrate and the front glass substrate are sealed with the softened and flown frit glass. At the same time, a chip tube set in advance in a hole formed on the rear glass substrate is connected by frit glass. Thereafter, the panel body is baked in an atmosphere of about 350 ° C. for about 6 hours while vacuuming the air inside the discharge space from the tip tube, and then the discharge gas is sealed in the discharge space (C-2). Thereafter, the panel body is aged for a predetermined time (C-3), and the process proceeds to a module assembly process and a set assembly (C-4). The above is the assembly process of the conventional PDP.
ところで、参考文献1に記載された従来の封着方法においては、加熱炉を450℃程度まで昇温させるために約4時間、パネル体の加熱に約1時間、そして、パネル体の徐冷に約4時間かかるため、封着に略一日を費やし、非常に時間がかかるという欠点があった。
By the way, in the conventional sealing method described in
これに対しPDPの封着技術ではないが、レーザ光によりフリットガラスが塗布されたシール部を封着温度まで局所加熱して、表示素子のガラス基板とガラスキャップとを封着する技術が特許文献1に記載されている。この技術を利用すればレーザ光によりフリットガラスを極めて短時間で所定の温度まで昇温し、封着できることが予想される。 On the other hand, although it is not a PDP sealing technique, a technique for sealing a glass substrate and a glass cap of a display element by locally heating a seal portion coated with frit glass with a laser beam to a sealing temperature is disclosed in Patent Literature. 1. If this technology is used, it is expected that the frit glass can be heated to a predetermined temperature by laser light to a predetermined temperature and sealed.
一方、従来のPDPは、表示電極とアドレス電極を駆動回路に接続するため、図8の如く前面ガラス基板1と背面ガラス基板2の各々の両端部に幅10〜15mm程度の電極端子代1A、2Aが形成されている。このPDP構成で、電極端子代1A、2Aの内側に位置するフリット部3にレーザ光を照射して加熱封着しようとすると、レーザ照射部の温度が上昇するに従い、レーザ照射部と非照射部との温度差が次第に大きくなることから、前面ガラス基板1および背面ガラス基板2の面内に生じる熱応力が次第に大きくなる。特に、図9の如く、引張の熱応力がガラスエッジ部分4に集中するので、そこを起点にして前面ガラス基板1または背面ガラス基板2の熱割れが発生するという不具合が生じる。
On the other hand, the conventional PDP connects the display electrode and the address electrode to the drive circuit, so that the
特許文献2では、応力集中に起因する前記熱割れを防止するために、すなわち、レーザ照射時に発生する熱応力を小さくするために、平面型画像形成装置などに用いられるガラス外囲器全体を高温(270〜340℃)に予熱した後、封着温度が410℃のフリットガラスにレーザ光を照射する技術が開示されている。
しかしながら、平面型画像形成装置などに用いられるガラス外囲器全体を高温に予熱する前記特許文献2の封着方法は、ガラス外囲器全体を270〜340℃まで予熱する時間に長時間を費やすことが予想され、ガラス外囲器に熱割れは発生しにくくなるものの生産効率を画期的に上げることができないという欠点があった。また、従来技術よりは電力などのパワーは削減できるもののさらに削減することが要求されていた。
However, the sealing method of
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、2枚のガラス基板の封着工程に費やす時間を短縮し、パネル体の生産効率を上げることができるパネル体の製造方法を提供することを目的とする。また、消費電力を下げることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for manufacturing a panel body that can shorten the time spent for the sealing process of two glass substrates and increase the production efficiency of the panel body. For the purpose. Another object is to reduce power consumption.
請求項1に記載の方法発明は、前記目的を達成するために、第1のガラス基板と第2のガラス基板との間の周縁部にシール材を塗布してパネル組立体を用意し、該シール材を加熱手段により封着温度まで局所加熱して軟化流動させることにより、第1のガラス基板と第2のガラス基板とを封着してパネル体を製造するパネル体の製造方法において、前記パネル組立体は、前記シール材による封着前に所定の予熱温度まで加熱され、該パネル組立体の予熱温度は、前記加熱手段によるシール材の封着温度よりも低温に設定されるとともに、前記パネル体の予熱温度とシール材の封着温度との温度差が150℃以上250℃以下に設定されていることを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, the method invention according to claim 1 prepares a panel assembly by applying a sealing material to a peripheral portion between the first glass substrate and the second glass substrate, In the method for manufacturing a panel body, the first glass substrate and the second glass substrate are sealed to manufacture a panel body by locally heating the sealing material up to a sealing temperature by a heating means and causing it to soften and flow. The panel assembly is heated to a predetermined preheating temperature before sealing with the sealing material, the preheating temperature of the panel assembly is set lower than the sealing temperature of the sealing material by the heating means, and The temperature difference between the preheating temperature of the panel body and the sealing temperature of the sealing material is set to 150 ° C. or more and 250 ° C. or less.
請求項1に記載の発明によれば、シール材を加熱手段によって封着温度まで局所加熱することによりシール材を軟化流動して2枚のガラス基板を封着する。局所的に熱エネルギを集中できることから封着工程の時間を短縮できる。そして、本発明は、加熱手段による熱応力発生に起因するガラス基板の熱割れを防止するために、前記シール材による封着前にパネル体を所定の予熱温度まで加熱する。その予熱温度は、シール材の封着温度よりも低温であり、その温度差を150℃以上250℃以下に設定した。例えば、シール材の封着温度が450℃の場合には、予熱温度を200〜300℃に設定した。これにより、本発明は、フリットガラスの封着温度(410℃)とパネル体の予熱温度(270〜340℃)との差が70〜140℃である特許文献3の封着方法と比較して、2枚のガラス基板の封着工程に費やす時間を短縮でき、これによって、パネル体の生産効率を上げることができる。また、予熱に用いる電力負荷が少なくなり、消費電力をさらに下げることができる。予熱温度は200〜300℃であることがより好ましい。
According to the first aspect of the present invention, the sealing material is softly flowed by locally heating the sealing material to the sealing temperature by the heating means, thereby sealing the two glass substrates. Since the heat energy can be concentrated locally, the time for the sealing process can be shortened. And in this invention, in order to prevent the thermal crack of the glass substrate resulting from the thermal stress generation | occurrence | production by a heating means, a panel body is heated to predetermined | prescribed preheating temperature before sealing with the said sealing material. The preheating temperature was lower than the sealing temperature of the sealing material, and the temperature difference was set to 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. For example, when the sealing temperature of the sealing material is 450 ° C., the preheating temperature is set to 200 to 300 ° C. Thereby, this invention is compared with the sealing method of
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記加熱手段はレーザであり、前記シール材は、前記レーザのレーザ光を吸収可能なフリットガラスであり、該フリットガラスの封着温度は380〜550℃であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the heating means is a laser, the sealing material is a frit glass capable of absorbing laser light of the laser, and a sealing temperature of the frit glass is 380. It is characterized by ˜550 ° C.
請求項2に記載の発明によれば、フリットガラスに吸収される波長のレーザ光を、封着温度が380〜550℃で黒色又は灰色のフリットガラスが塗布されたフリット部に照射してフリット部のみ加熱し、2枚のガラス基板を封着する。加熱手段としてレーザを使用することにより、局所的にエネルギを集中できることから封着工程を短縮できる。 According to the second aspect of the present invention, the frit portion is irradiated with the laser beam having a wavelength absorbed by the frit glass on the frit portion coated with black or gray frit glass at a sealing temperature of 380 to 550 ° C. Only heat and seal the two glass substrates. By using a laser as the heating means, energy can be concentrated locally, so that the sealing process can be shortened.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記パネル体は、フラットパネルディスプレイ用パネル体であることを特徴としている。 A third aspect of the present invention is characterized in that in the first or second aspect, the panel body is a flat panel display panel body.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1及び請求項2の発明を、PDP(Plasma Display Panel)、FED(Field Emission Display)、SED(Surface-Conduction Electron-emitter Display)、等のフラットパネルディスプレイ用パネル体に適用できる。 According to the third aspect of the present invention, the first and second aspects of the present invention can be applied to flat displays such as a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and a surface-conduction electron-emitter display (SED). It can be applied to panel bodies for panel displays.
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記フラットパネルディスプレイ用パネル体の前記第1のガラス基板及び第2のガラス基板に形成される電極端子代の幅は、11mm以下であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the width of the electrode terminal margin formed on the first glass substrate and the second glass substrate of the flat panel display panel body is 11 mm or less. It is characterized by.
請求項4に記載の発明によれば、電力端子代の幅を小さくすると、エッジ部にかかる熱応力が小さくなり、熱割れが起こりにくくなることを実験により見出した。したがって、レーザ照射封着においては、電力端子代を小さくすることが好ましく、例えば実質的に電力端子代を無くすことにより、フラットパネルディスプレイ用パネル体が割れ難くなり歩留りの向上と予熱温度を大幅に下げることができる。なお、実質的に電力端子代を無くす場合は表示電極およびアドレス電極と駆動回路の接続を例えばガラス基板のエッジ部で行なうことが挙げられる。
According to invention of
ガラスエッジ部にかかる引張応力がシミュレーションで得られた値で概ね40MPaを超えた際に、ガラスエッジ部を起点として熱割れが発生することが実験より実証されており、この実証結果に基づいてフリットガラスの封着温度と予熱温度の温度差が例えば150℃の場合には、電極端子代の幅を7mm超に設定するとガラスエッジ部を起点として熱割れが発生し、前記温度差が例えば250℃の場合には、電極端子代の幅を8mm超に設定すると熱割れが発生する。すなわち、予熱温度と電極端子代の幅寸法とは相関関係にあり、電極端子代の幅寸法を小さくするに従って、予熱温度を低く設定でき、工程時間の短縮と消費電力削減が可能になる。 It has been demonstrated from experiments that when the tensile stress applied to the glass edge exceeds approximately 40 MPa as a value obtained by the simulation, thermal cracking starts from the glass edge, and the frit is based on this verification result. When the temperature difference between the glass sealing temperature and the preheating temperature is, for example, 150 ° C., if the width of the electrode terminal margin is set to more than 7 mm, thermal cracking occurs starting from the glass edge, and the temperature difference is, for example, 250 ° C. In this case, thermal cracking occurs when the width of the electrode terminal margin is set to more than 8 mm. That is, there is a correlation between the preheating temperature and the width dimension of the electrode terminal allowance, and as the width dimension of the electrode terminal allowance is reduced, the preheating temperature can be set lower, and the process time and power consumption can be reduced.
請求項5に記載の発明は、請求項4において、前記フラットパネルディスプレイ用パネル体は、プラズマディスプレイ用パネル体であり、前記パネル組立体の第1のガラス基板の予熱は、前記第1のガラス基板へMgO保護層を形成する際に加熱された第1のガラス基板の保有熱を利用することを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the flat panel display panel body is a plasma display panel body, and the first glass substrate of the panel assembly is preheated by the first glass. It is characterized in that the retained heat of the first glass substrate heated when the MgO protective layer is formed on the substrate is used.
請求項5に記載の発明によれば、PDPの場合、第1のガラス基板に透明なガラス誘電体層を形成し、その上にMgO保護層を成膜するが、その成膜に必要とする高温状態(約200〜300℃)を維持しつつフリット部にレーザ照射を行う。これによって、MgO成膜時の保有熱をPDPのパネル体の予熱に利用できるので、省エネ化を図ることができる。さらに、好ましくは、第2のガラス基板も塗布したフリットガラスの脱バインダ工程で得られた熱をPDP用パネル体の予熱に利用する。
According to the invention described in
本発明に係るパネル体の製造方法によれば、シール材を加熱手段によって封着温度まで局所加熱することによりシール材を軟化流動して2枚のガラス基板を封着するので、局所的に熱エネルギを集中できることから封着工程時間を短縮できる。そして、本発明は、加熱手段による熱応力発生に起因するガラス基板の熱割れを防止するために、前記シール材による封着前にパネル体を所定の予熱温度まで加熱する。その予熱温度は、シール材の封着温度よりも低温であり、その温度差を150℃以上250℃以下に設定したので、2枚のガラス基板の封着工程に費やす時間を短縮でき、これによって、パネル体の生産効率を上げることができる。また、直前の工程で得られた熱をそのまま利用することにより、さらに封着工程に費やす時間を短縮でき、大幅な省エネにも寄与する。 According to the method for manufacturing a panel body according to the present invention, the sealing material is softly flowed by locally heating the sealing material to the sealing temperature by the heating means, and the two glass substrates are sealed. Since the energy can be concentrated, the sealing process time can be shortened. And in this invention, in order to prevent the thermal crack of the glass substrate resulting from the thermal stress generation | occurrence | production by a heating means, a panel body is heated to predetermined | prescribed preheating temperature before sealing with the said sealing material. The preheating temperature is lower than the sealing temperature of the sealing material, and the temperature difference is set to 150 ° C. or more and 250 ° C. or less, so the time spent for the sealing process of the two glass substrates can be shortened, thereby The production efficiency of the panel body can be increased. In addition, by using the heat obtained in the immediately preceding process as it is, the time spent for the sealing process can be further shortened, which contributes to significant energy saving.
以下、添付図面に従って本発明に係るパネル体の製造方法の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for manufacturing a panel body according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態のパネル体であるPDP10の組立構造を示す要部拡大断面図、図2はPDP10の封着装置50を示した構造図、図3はPDP10の製造プロセスを示したフローチャートである。以下、図1、図2を参照しながら図3のフローチャートについて説明する。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an assembly structure of a
図3のフローチャートで示した(A`)プロセスは、前面ガラス基板(第1のガラス基板)12の製造プロセス、(B`)プロセスは背面ガラス基板(第2のガラス基板)14の製造プロセス、(C`)プロセスは、前面ガラス基板12と背面ガラス基板14の組み立て、及びガス封入等の終段のプロセスをそれぞれ示している。
The process (A `) shown in the flowchart of FIG. 3 is a manufacturing process of the front glass substrate (first glass substrate) 12, and the process (B `) is a manufacturing process of the rear glass substrate (second glass substrate) 14. (C `) shows the final stage processes such as assembly of the
図3(A`)で示す前面ガラス基板12の製造プロセスは、まず、前面ガラス基板12を受け入れ(A`−1)、前面ガラス基板12に例えば酸化インジウム−スズ(ITO)を蒸着により成膜し、フォトリソグラフィープロセスを用いてストライプ状の表示電極16を形成する(A`−2)。次に、この表示電極16は抵抗が高いことから電圧降下を防ぐため、表示電極16上に細いバス電極18を形成する(A`−3)。バス電極18には銀ペーストが用いられ、印刷やフォトリソグラフィープロセスを用いることによりバス電極18が形成される。次いで、表示電極16およびバス電極18上に、印刷やシートラミネートにより、低融点ガラス粉末ペーストを塗布し、その後、600℃程度に加熱して、透明なガラス誘電体層20を形成する(A`−4)。更に、真空槽内において200〜250℃程度に加熱し、誘電体層20上にMgO保護層30を真空蒸着方法で形成する(A`−5)。これによって、PDP10用の前面ガラス基板12が製造される。
In the manufacturing process of the
次に、図3(B`)で示す背面ガラス基板14の製造プロセスは、まず、背面ガラス基板14を受け入れ(B`−1)、背面ガラス基板14に、銀ペーストをスクリーン印刷し,その後焼成することによりストライプ状のアドレス電極22を形成し(B`−2)、アドレス電極22の一部を覆うように、ストライプ状の隔壁24を形成する(B`−3)。すなわち、低融点ガラス粒子にバインダと溶剤とを加えたリブペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布することによりストライプ状の隔壁24を形成する。蛍光体層26の形成工程では、赤、緑、青の蛍光体をそれぞれ別に含むペーストをスクリーン印刷によって順に隔壁に塗布するとともに乾燥し、その後、空気中で焼成することにより蛍光体層26を形成する(B`−4)。そして、最後に背面ガラス基板14の縁部に封着用シールである黒色又は灰色のフリットガラス28(図2参照)を塗布し、400℃付近の温度で脱バインダを行い、シール部を形成する(B`−5)。これによって、PDP10用の背面ガラス基板14が製造される。
Next, the manufacturing process of the
なお、フリットガラス28は、前面ガラス基板12に塗布してもよく、双方のガラス基板12、14に塗布してもよい。また、フリットガラス28は、封着温度380〜550℃、特には400〜500℃が好ましく、焼成後の熱膨張係数60〜90×10−7/℃の特性を有することが好ましい。この材料の構成としては、レーザ光を吸収可能な1)PbO−B2O3系、PbO−ZnO−B2O3系、PbO−B2O3−ZnO−SiO2系ガラス粉末に、チタン酸鉛、チタン酸鉛固溶体、ジルコン、ケイ酸ジルコニウム、ウィレマイト、コージエライト、酸化スズ、β-ユークリプタイト等のフィラー材料を適量混合したもの、2)Bi2O3−B2O3系ガラス粉末にジルコン、コージエライト、チタン酸アルミニウム、ウィレマイト等のフィラー材料を適量混合したもの、3)SnO−P2O5系ガラス粉末にシリカガラス、コージエライト、リン酸ジルコニウム系、酸化スズ等のフィラー材料を適量混合したものを挙げることができる。これを周知のバインダを含む溶剤(ビークル)に混練したペーストにして塗布される。
The
また、前面ガラス基板12及び背面ガラス基板14は、高歪点ガラスやソーダライムガラスが用いられ、その熱膨張係数は65〜95×10−7/℃であることが好ましい。特に高歪点ガラスを用いると、PDPの製造工程で起こる恐れのある熱変形や熱収縮が小さくなるのでより好ましい。
The
次に、図3(C`)に示すガラス基板の組み立て、ガス封入プロセスは、MgO保護層形成工程で250℃程度に加熱した前面ガラス基板12と別の加熱手段によって250℃程度に加熱した背面ガラス基板14をチャンバ52内に持ち込み、この背面ガラス基板14とを、表示電極(透明電極)16とアドレス電極22とが対向して交差するように重ね合わせることにより、隔壁24で仕切られた放電空間32を有するパネル体34を組み立てる(C`−1)。このパネル体34は、フリットガラス28の封着温度が450℃の場合、チャンバ52内のヒータ36により200〜250℃に維持もしくは300℃まで加熱(予熱)される。すなわち、この後に実施されるレーザ発振器38を用いた封着時において、パネル体34のエッジ部にかかる熱応力を減少させる温度にまで予熱されている。そして、パネル体34が200〜250℃に維持もしくは300℃に加熱されていることを熱電対40によって検出した後、チャンバ52の透明窓46から、パネル体34のフリット部(フリットガラス28が塗布された部分)に沿って、レーザ発振器38からレーザ光42をスキャン照射してフリット部を封着温度である450℃程度に局所加熱する。これにより、フリットガラス28が軟化流動し、背面ガラス基板14と前面ガラス基板12とが軟化流動したフリットガラス28によって封着される(C`−2)。
Next, the glass substrate assembly and gas sealing process shown in FIG. 3 (C `) is performed by the
なお、好ましくは前述の封着前にチャンバ52内をネオンガスとキセノンガスとを混合した所定の圧力の放電ガスを満たしておけば、放電空間32にもネオンガスと前記放電ガスが封入される(C`−2)。この後、このパネル体34を所定時間エージングし(C`−3)、モジュール組立工程、及びセット組立に移行する(C`−4)。以上の工程を経ることによって、実施の形態のPDP10が組み立てられる。なお、図2の封着装置50において、符号44は、パネル体34が載置される支持台である。
Preferably, if the
レーザ発振器38としては、Nd:YAGレーザ(発振波長λ=1064nm)のほか、ガラスには比較的透過するが黒色又は灰色のフリットガラス28には吸収される波長のものであればよく、ガリウムヒ素系半導体レーザ、ガリウムヒ素アルミニウム系半導体レーザ、LD励起固体レーザ、ファイバーレーザ、炭酸ガスレーザ等の何れのレーザでも使用可能である。
As the
組み立てられたPDP10は、表示電極16とアドレス電極22が交差するところに、赤、緑、青の各色を発光するセルが形成される。そして、PDP10のパネル駆動回路(不図示)を介して接続された駆動回路(不図示)によって、表示電極16の走査電極とアドレス電極22との間にアドレス放電パルスを印加し、発光させようとするセルに壁電荷を蓄積する。その後、表示電極16の走査電極と維持電極との間に維持放電パルスを印加することによって、壁電荷が蓄積されたセルで維持放電を行う。そして、セルの放電に伴って紫外線を発光し、蛍光体層26で可視光に変換する。このようにしてセルを点灯させることにより、PDP10にカラー画像が表示される。
In the assembled
図4は、レーザによってフリットが封着される封着温度である450℃まで局所加熱した際の前面ガラス基板と背面ガラス基板における電極端子代とガラスエッジ部にかかる熱応力の関係を、シミュレーションにより求めた表及びグラフである。 FIG. 4 shows the relationship between the electrode terminal allowance and the thermal stress applied to the glass edge portion in the front glass substrate and the back glass substrate when locally heated to 450 ° C. which is the sealing temperature at which the frit is sealed by the laser. It is the table | surface and graph which were calculated | required.
ここで、前面ガラス基板及び背面ガラス基板は、板厚2.8mm(高歪点ガラス:熱膨張係数83×10−7 /℃、歪点570℃、商品名:PD200、旭硝子社製)であり、また、予熱温度から封着温度到達までの昇温時間は3分とした。また、パネル体34のサンプルとしては、予熱温度が100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃のものを用いた。図4のグラフにおいて、縦軸はガラスエッジ部にかかる熱応力(MPa)であり、横軸はパネル体34の電極端子代の幅寸法(mm)である。なお、縦軸においてプラスが引張応力でマイナスが圧縮応力を表している。一方で、前記シミュレーションで求められたガラスエッジ部にかかる引張応力値が概ね40MPaを超える電極端子代の幅寸法と予熱温度の条件でレーザ加熱すると、レーザ照射中にガラスエッジ部を起点として熱割れが発生することが実験で実証されている。
Here, the front glass substrate and the rear glass substrate have a thickness of 2.8 mm (high strain point glass: thermal expansion coefficient 83 × 10 −7 / ° C., strain point 570 ° C., trade name: PD200, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). Further, the temperature raising time from the preheating temperature to reaching the sealing temperature was 3 minutes. Moreover, as a sample of the
この実証結果と図4に示すシミュレーション結果に基づいて電極端子代の幅寸法と予熱温度の関係を検証する。 Based on this verification result and the simulation result shown in FIG. 4, the relationship between the width dimension of the electrode terminal allowance and the preheating temperature is verified.
図4のグラフにおいて、予熱温度が100℃のパネル体34の場合は、予熱温度が低いことから電極端子代の幅寸法を約6mm以下に設定することによりガラスエッジを起点とした熱割れを防止できることが分かる。また、予熱温度が150℃のパネル体34の場合は、これも予熱温度が低いことから電極端子代の幅寸法を約7mm以下に設定することによりガラスエッジを起点とした熱割れを防止できることが分かる。更に、予熱温度が200℃のパネル体34の場合は、電極端子代の幅寸法を約8.5mm以下に設定することによりガラスエッジを起点とした熱割れを防止できることが分かる。そして、予熱温度が250℃のパネル体34の場合は、電極端子代の幅寸法を約10.5mm以下に設定することによりガラスエッジを起点とした熱割れを防止できることが分かる。また、予熱温度が300℃のパネル体34の場合は、電極端子代の幅寸法を約14mm以下に設定することによりガラスエッジを起点とした熱割れを防止できることが分かる。最後に、予熱温度が350℃のPDP10の場合は、パネル体34が高温に予熱されるため、電極端子代の幅寸法を約30mm以上設定してもガラスエッジを起点とした熱割れは本質的には発生しない。
In the graph of FIG. 4, in the case of the
しかし、パネル体34の予熱温度を高く設定すると、予熱に費やす熱エネルギが増大するとともに、予熱に費やす時間も長時間となることから好ましくない。
However, if the preheating temperature of the
そこで、実施の形態の図2に示した封着装置50では、前面ガラス基板12に成膜されるMgO保護層の成膜の際の高温状態(約200〜250℃)を維持し、必要によっては加熱し、フリットガラス28にレーザを照射している。すなわち、MgO成膜時に前面ガラス基板12が加熱された熱(保有熱)をパネル体34の予熱に利用している。このことから、予熱温度を200〜300℃に設定することが、パネル体34の予熱に費やす熱エネルギを削減する観点から好ましく、さらに200〜250℃であることがより好ましい。
Therefore, in the
図5は、シミュレーションにより、ガラスエッジ部の引張応力が40MPaとなる電極端子代の幅寸法(mm)と、フリットガラス28の封着温度と予熱温度の温度差(ΔT)との関係を示した表及びグラフである。ここで、前面ガラス基板及び背面ガラス基板は、板厚2.8mmの同上のPD200とし、また、予熱温度から封着温度到達までの昇温時間は3分とした。フリットガラス28は、封着温度を450℃とし、パネル体のフリットガラス28に相当する部分が封着温度に加熱されるとした。また、パネル体34のサンプルとしては、予熱温度が100℃、150℃、200℃、250℃、300℃のものを用いた。
FIG. 5 shows the relationship between the width dimension (mm) of the electrode terminal allowance at which the tensile stress at the glass edge becomes 40 MPa and the temperature difference (ΔT) between the sealing temperature of the
パネル体34の予熱温度は、前述したように熱エネルギ削減の観点から200〜300℃が好ましいので、フリットガラス28の封着温度と予熱温度の温度差(ΔT)は150〜250℃となり、図5に示した表、及びデータ値より近似した多項式(40MPaかかる電極代をyとすると、y=0.00019ΔT2−0.1347ΔT+30.183)のグラフから、電極端子代の幅寸法(B:図6参照)は、温度差ΔTが150℃の場合には14.4mm以下に設定することが好ましく、温度差ΔTが250℃の場合には8.4mm以下に設定することが好ましいことが分かる。
Since the preheating temperature of the
さらにパネル体34の予熱温度は、200〜250℃がより好ましいので、フリットガラス28の封着温度と予熱温度の温度差(ΔT)は200〜250℃となり、図5に示した表、及びデータ値より近似した多項式(40MPaかかる電極代をyとすると、y=0.00019ΔT2−0.1347ΔT+30.183)のグラフから、電極端子代の幅寸法(B:図6参照)は、温度差ΔTが200℃の場合には10.4mm以下に設定することが好ましく、温度差ΔTが250℃の場合には8.4mm以下に設定することが好ましいことが分かる。
Furthermore, since the preheating temperature of the
図6は実施例において、PDPパネル体と見立てて封着試験を行った際の試作パネル体61の平面図である。サイズが76mm×90mmで厚みが2.8mmの背面ガラス基板に見立てたガラス基板63(同上のPD200)上に外周寸法が75mm×75mm、幅5mm、高さ0.3mmになるようにフリットガラス28(商品名:LS−0206、焼成後熱膨張係数72×10−7/℃、日本電気硝子社製)を塗布し、400℃で脱バインダを行った。その後、図2の封着装置50に設置し、サイズが76mm×90mmで厚みが2.8mmの前面ガラス基板に見たてたガラス基板62(同上のPD200)を重ね合わせた。なお、この構成における電極端子代に見立てた幅Bは7.5mmである。また、フリットガラス28の封着温度は450℃である。ガラス基板62,63をヒータにて250℃に維持した後、Nd:YAGレーザ発振器(発振波長λ=1064nm)により、出力90Wのレーザ光を、ガラス基板を通して62,63の1辺あたり6分間照射した。予熱温度を250℃、電極端子代に見立てた幅Bを7.5mmとした結果、レーザ光で封着温度まで局所加熱してもガラス基板62,63は割れることなく、フリットガラス28が軟化流動し、極めて短時間で封着できた。
FIG. 6 is a plan view of the
一方、サイズが76mm×100mmで厚みが2.8mmの背面ガラス基板に見立てたガラス基板63(同上のPD200)上に外周寸法が75mm×75mm、幅5mm、高さ0.3mmになるようにフリットガラス28(同上のLS−0206)を塗布し、400℃で脱バインダを行った。その後、図2の封着装置50に設置し、サイズが76mm×100mmで厚みが2.8mmの前面ガラス基板に見立てたガラス基板62(同上のPD200)を重ね合わせた。なお、この構成における電極端子代に見立てた幅Bは12.5mmである。また、フリットガラスの封着温度は450℃である。ガラス基板62,63をヒータにて250℃に維持した後、Nd:YAGレーザ発振器(発振波長λ=1064nm)により、出力90Wのレーザ光を1辺あたり6分間照射を試みた。しかしながら、予熱温度を250℃、電極端子代に見立てた幅Bを12.5mmとした結果、レーザ光を照射中、約1分30秒経過時にレーザ照射方向に沿って前面ガラス基板に見立てたガラス基板62で熱割れが起こり、封着することができなかった。この熱割れによる破壊起点を調べると前面ガラス基板に見立てたガラス基板62のエッジ部であった。
On the other hand, the frit is set so that the outer peripheral dimensions are 75 mm × 75 mm, the width is 5 mm, and the height is 0.3 mm on the glass substrate 63 (PD200) as a back glass substrate having a size of 76 mm × 100 mm and a thickness of 2.8 mm. Glass 28 (LS-0206) was applied, and the binder was removed at 400 ° C. Then, it installed in the sealing
以上説明したように、フリットガラス28の封着温度との温度差が150℃以上250℃以下となるように、パネル体34の予熱温度を設定したので、その温度差が70〜140℃である特許文献3の封着方法と比較して、前面ガラス基板12と背面ガラス基板14の封着工程に費やす時間を短縮でき、これによって、PDP10の生産効率を上げることができる。
As described above, since the preheating temperature of the
また、電力端子代の幅を小さくすると、ガラスエッジ部にかかる熱応力が小さくなり、割れ難くなるため、レーザ照射封着においては、電力端子代を小さくすることが好ましく、例えば実質的に電力端子代を無くすことにより、PDP10が割れ難くなり歩留りが向上し、また、予熱温度を大幅に下げることができる。
In addition, if the width of the power terminal margin is reduced, the thermal stress applied to the glass edge portion is reduced and it is difficult to break. Therefore, in laser irradiation sealing, it is preferable to reduce the power terminal margin, for example, the power terminal substantially. By eliminating the allowance, the
本発明の方法は、PDPのみでなく、FED、SED等のフラットパネルディスプレイにも適用できる。FED、SEDは、CRTと同様に電子を蛍光体に衝突させて発光させる自発光型で、ブラウン管の電子銃に相当する電子放出部を画素の数だけ設けた構造である。このためFED、SEDは、高輝度、高精細に加え、高い動画追従性、高コントラスト、高階調等の特徴を有し、高画質と低消費電力を実現できる。 The method of the present invention can be applied not only to PDP but also to flat panel displays such as FED and SED. The FED and SED are self-luminous types that emit light by causing electrons to collide with a phosphor as in the case of the CRT, and have a structure in which an electron emission portion corresponding to an electron gun of a cathode ray tube is provided by the number of pixels. For this reason, FED and SED have features such as high moving image followability, high contrast, and high gradation in addition to high luminance and high definition, and can realize high image quality and low power consumption.
1…前面ガラス基板、2…背面ガラス基板、1A,2A…電極端子代、3…フリット部、4…ガラスエッジ部分、10…PDP、12…前面ガラス基板、14…背面ガラス基板、16…表示電極、18…バス電極、20…ガラス誘電体層、22…アドレス電極、24…隔壁、26…蛍光体層、28…フリットガラス、30…MgO保護層、32…放電空間、34…パネル体、36…ヒータ、38…レーザ発振器、40…熱電対、42…レーザ光、44…支持台、46…透明窓、50…封着装置、52…チャンバ、61…試作パネル体、62…前面ガラス基板に見立てたガラス基板、63…背面ガラス基板に見立てたガラス基板、64…フリットペースト
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記パネル組立体は、前記シール材による封着前に所定の予熱温度まで加熱され、
該パネル組立体の予熱温度は、前記シール材の封着温度よりも低温に設定されるとともに、前記パネル組立体の予熱温度とシール材の封着温度との温度差が150℃以上250℃以下に設定されていることを特徴とするパネル体の製造方法。 A sealing material is applied to the peripheral edge between the first glass substrate and the second glass substrate to prepare a panel assembly, and the sealing material is locally heated to a sealing temperature by a heating means to be softened and flowed. In the panel body manufacturing method for manufacturing the panel body by sealing the first glass substrate and the second glass substrate,
The panel assembly is heated to a predetermined preheating temperature before sealing with the sealing material,
The preheating temperature of the panel assembly is set lower than the sealing temperature of the sealing material, and the temperature difference between the preheating temperature of the panel assembly and the sealing temperature of the sealing material is 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. A method for manufacturing a panel body, wherein
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