JP4791321B2 - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はパネルの封着技術にかかり、特に、レーザ光で封着材料を溶融させてパネルを封着する技術に関する。

従来より、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)やＦＥＤ(Field Emission Display)のような表示装置の製造には、フロントパネルとリアパネルを封着材料で固定する方法が採用されている。

封着工程を説明すると、図７(ａ)に示すように、リアパネル１１１上に封着材料１１５を置き、その上に、フロントパネル１１２を乗せる。
リアパネル１１１には隔壁１１３が形成されているが、隔壁１１３の高さよりも厚みのある封着材料１１５を用い、フロントパネル１１２は封着材料１１５上に乗るようにする。

そして、二枚のパネル１１１、１１２を重ね合わせた状態で、全体を加熱しながら押圧すると、封着材料１１５が溶融し、押しつぶされ、図７(ｂ)に示すように、フロントパネル１１２が隔壁１１３と密着する。
しかし、封着工程以後、2枚のパネルの向かい合った面の封着材料１１５と密着した部分が剥がれてしまうという不具合が生じることがある。
なお、従来の封止技術は下記文献に記載されている。
特開２０００−５１０２８１号公報 特開２００２−０７５１９７号公報 特開２００２−２６５２３７号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、パネルの剥がれを防止できる技術を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、融着材料を溶融、固化して形成された封着部によって、第一、第二のパネルの四辺がリークが無いように封着されたＰＤＰパネルを製造する表示装置の製造方法であって、前記第一のパネルの辺が前記第二のパネルからはみ出た部分を有するように、前記第一、第二のパネルを一定間隔で配置し、前記第一のパネルのはみ出た部分上に、前記第二のパネルの縁に沿って前記第一、第二のパネルの間隔よりも厚みの厚い封着材料を、前記第二のパネルの縁と接触させて配置し、前記封着材料と、前記第一のパネルのうち、第二のパネルの縁の真下位置から前記封着材料の縁を超える内側の所定位置までとにレーザ光を照射し、前記封着材料の溶融物を前記第一、第二のパネルの両方に接触させ、前記溶融物を毛管現象によって前記第一、第二のパネル間に引き込ませて固化させると共に、前記溶融物を前記第二のパネルの縁にも接触した状態で固化させて、前記第一、第二のパネルを接着する表示装置の製造方法である。
また、本発明は、前記第一のパネル上で前記レーザ光が照射される範囲のうち、前記第二のパネルの縁の真下位置から前記第一、第二のパネル間の前記レーザ光の端部までの距離Ｗと、前記第一、第二のパネルの隙間の高さＨが形成する領域の面積Ｗ×Ｈを、前記封着材料の前記第二のパネルの外周側面とは垂直な方向の断面積Ｓよりも小さくする表示装置の製造方法である。

本発明は上記のように構成されており、二枚のパネルを鉛直方向の上下に配置し、下方のパネルを上方のパネルの下からはみ出させる場合、封着材料を上方のパネルの縁(外周側面の下端部)と接触して溶融させ、パネル間に引き込ませる。
このとき、下方のパネル表面のうち、上方のパネルの鉛直下方の位置を端部とし、レーザ光を照射して加熱する範囲の、パネルの中央方向の端部までの距離と、パネルの隙間の高さの積が、封着材料の、上方のパネルの外周側面とは垂直な平面での切断面の面積よりも小さくなるようにされている。これにより、溶融した封着材料は全部がパネル間に引き込まれず、残った部分が上側のパネルの外周側面と接触し、パネル間に引き込まれた部分と一体になると、パネルの貼り合わせ強度が向上する。

パネルの底面と外周側面が封着部によって固定されるので、剥がれが生じない。
また、第二のパネルも、距離Ｗの範囲で加熱されているものとすると、第一、第二のパネル間では、この距離Ｗの範囲だけ特に昇温しており、第一、第二のパネル間に引き込まれた封着材料の溶融物は、距離Ｗの範囲では冷却されずに広がるが、距離Ｗよりも第一、第二のパネルの内側部分では第一、第二のパネルは冷却されているため、距離Ｗを超えると冷却され、流動性が低下し、距離Ｗを超えて広がらない。

図１の符号１は、本発明に用いることができる封着装置を示している。
この封着装置１は封着室３１を有しており封着室３１の内部には台３２が配置されている。台３２の上にはプラズマディスプレイ装置のリアパネル又はフロントパネルのうちの一方のパネルが配置されており、他方のパネルがその上に重ねられている。

ここで、台３２上に配置された方を第一のパネル１１とし、その上に重ねられた方を第二のパネル１２とすると、第一のパネル１１の表面には、複数の隔壁１３が形成されている。第二のパネル１２は、第一のパネル１１の隔壁１３上に乗せられている。第二のパネル１２に隔壁が形成されており、第一のパネル１１上に乗せられていてもよい。なお、第一、第二のパネル１１、１２に形成されている配線膜や半導体素子等の構成は省略する。
各隔壁１３の高さＨは一定であり、従って、第一、第二のパネル１１、１２は、隔壁１３の高さＨに等しい隙間で離間されている。

第一、第二のパネル１１、１２の重ね合わせた状態の平面図を図２に示す。第一、第二のパネル１１、１２は長方形であり、一方が他方からはみ出るように配置されている。
封着工程を説明すると、先ず、第一のパネル１１の表面のうち、第二のパネル１２からはみ出た部分の上に封着材料１５を配置する。封着材料１５は細長であり、第二のパネル１２の縁に沿って配置されている。

封着材料１５の配置された断面の一部状態を図３に示す。封着材料１５には低融点のガラスが用いられている。または、封着材料１５はペースト状のガラスフリットが用いられる。

封着室３１の外部には、レーザ照射装置２０が配置されている。封着室３１の天井には、透光性を有する窓１９が設けられており、レーザ照射装置２０が射出するレーザ光は窓１９を通って封着室３１内部に照射され、第二のパネル１２上に照射されるようになっている。

レーザ照射装置２０は、封着材料１５と、封着材料１５よりも所定距離だけ第一、第二のパネル１１、１２の中央方向の領域が照射されるように向けられており、図４に示すように、レーザ照射装置２０から射出されたレーザ光２１は、先ず、第二のパネル１２に照射され、第二のパネル１２を透過し、一部が封着材料１５に照射され、他の一部が第一のパネル１１のうちの、第一、第二のパネル１１、１２の隙間の間に位置する部分に照射される。レーザ光２１は封着材料を透過しない波長であるため、封着材料１５に照射されたレーザ光２１が封着材料１５を加熱すると、封着材料１５の底面下の第一のパネル１１の表面は、封着材料１５からの熱伝導によって加熱される。

レーザ光２１が照射されると、照射された部分は加熱され、封着材料１５は溶融し、第一、第二のパネル１１、１２は昇温する。

封着材料１５の高さは、第一、第二のパネル１１、１２の隙間の高さHよりも高く形成されており、封着材料１５の溶融物は、第一のパネル１１の表面と、第二のパネル１２の縁に接触し、毛管現象によって第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれる。

レーザ光２１の照射径は、封着材料１５の長さよりも小径であるから、封着材料１５を全部溶融させ、第一、第二のパネル１１、１２の間に引き込むために、レーザ光２１の照射位置を、封着材料１５の一端から他端まで移動させる。

封着材料１５は、その長さが、レーザ光２１が照射される第二のパネル１２の縁方向に沿った長さと等しくなるように形成されており、溶融の前後での封着材料１５の体積変化が無いものとすると、封着材料１５の溶融物の長さも、レーザ光２１が照射される部分の長さと等しい。

従って、レーザ光２１が照射され、溶融物が引き込まれる領域の体積(Ｗ×Ｈ×封着材料の長さ)と溶融物の体積の比は、第二のパネル１２の外周側面２８とは垂直方向の平面(図４の紙面の面)で切断したときの、溶融物が引き込まれる領域の断面積(Ｗ×Ｈ)と溶融物の断面積の比に等しい。

図４の符号Ｗは、第二のパネル１２の縁の鉛直下方位置の点Ａから、レーザ光２１が照射される領域の端部までの距離であって、縁の鉛直下方の点Ａから、第一、第二のパネル１１、１２の内側方向に、第二のパネル１２の外周側面２８とは垂直方向に沿う距離である。

第二のパネル１２も、この距離Ｗの範囲で加熱されているものとすると、第一、第二のパネル１１、１２間では、この距離Ｗの範囲だけ特に昇温しており、第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれた封着材料１５の溶融物は、距離Ｗの範囲では冷却されずに広がるが、距離Ｗよりも第一、第二のパネル１１、１２の内側部分では第一、第二のパネルは冷却されているため、距離Ｗを超えると冷却され、流動性が低下し、距離Ｗを超えて広がらないようになっている。

第二のパネル１２の縁の鉛直下方位置の点Ａからレーザ光が照射される領域の端部までの距離をＷとすると、封着材料１５の溶融物は、第一、第二のパネル１１、１２の間では、距離Ｗ、高さＨの領域内に止どまる。この領域の第二のパネル１２の外周側面２８とは垂直方向の平面で切断した断面積はＷ×Ｈである。

第二のパネル１２の外周側面２８とは垂直方向の平面で、封着材料１５を切断したときの断面積を符号Ｓで表わすと、封着材料１５は、予めＳ＞Ｗ×Ｈを満たす体積に設定されており、従って、封着材料１５の溶融物は、第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれた後も、一部が第一、第二のパネル１１、１２の隙間の外部に残る。

封着材料１５の高さは、第一、第二のパネル１１、１２の隙間の高さHよりも高くされているから、溶融物の上部は、第二のパネル１２の外周側面２８と接触しており、その部分に付着したまま固化する。

図５の符号１６は、第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれた部分と第二のパネル１２の外周側面２８に付着した部分から成る封着部を示している。
なお、レーザ光２１により、第二のパネル１２は、幅Ｗの部分に加え、外周側面２８も加熱されており、第二のパネル１２は底面の幅Ｗの部分と外周側面２８の両方で封着部１６と接着する。

封着部１６の、第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれた部分と外周側面２８に付着した部分とは一体であり、その結果、第二のパネル１２は、底面と外周側面２８の両方で固定され、剥がれにくくなる。

以上のように、第一のパネル１１が第二のパネル１２からはみ出た辺が接着された後、上下反転させ、第二のパネル１２を下方、第一のパネル１１を上方にし、第一のパネル１１からはみ出た第二のパネル１２上に封着材料を配置し、上記と同じ手順によってレーザ光２１を照射し、封着材料を溶融させ、毛管現象によって溶融した封着材料の一部をパネル１１、１２間に引き込ませ、他の一部を第一のパネル１１の外周側面２８に接触させ、第一、第二のパネル１１、１２間の部分と、その外部の第一のパネル１１の外周側面２８に接触した部分とが一体になった封着部を形成すると、第二のパネル１２が、第一のパネル１２からはみ出た辺が接着される。
なお、平行な二組の二辺のうち、二辺同時に封着してもよいし、一辺ずつ封着してもよい。

いずれにしろ、四辺が封着部によって封着された状態では、第一のパネル１１と封着部の間や、第二のパネル１２と封着部の間は気体のリークが無く、第一、第二のパネル１１、１２間の空間は、外部から分離された状態になる。
四辺が封着された状態の第一、第二のパネル１１、１２には、通気孔が設けられており、第一、第二のパネル１１、１２の内部は、通気孔によって外部雰囲気と接続されている。

封着室３１には、真空排気系３３とガス導入系３４が接続されており、真空排気系３３を動作させ、封着室３１内の気体を真空排気すると、第一、第二のパネル１１、１２間の気体は通気孔を通って、封着室３１の内部の気体と一緒に真空排気される。その結果、封着室３１の内部と第一、第二のパネル１１、１２の間の隙間は真空雰囲気になる。

その状態で、ガス導入系３４から封着室３１内に放電ガスを導入すると、第一、第二のパネル１１、１２間内にも通気孔を通って放電ガスが導入され、放電ガスで充満された状態になる。
その状態で通気孔を閉塞させると、放電ガスは第一、第二のパネル１１、１２間に封入され、ＰＤＰパネルが得られる。

以上は、重ね合わせた第一、第二のパネル１１、１２の上方からレーザ光を照射したが、枠体等の上に第一又は第二のパネル１１、１２を配置すれば、下方に配置されたパネルの底面を露出させることができるから、積層させた第一、第二のパネル１１、１２に対し、下方からレーザ光を照射して封着材料を溶融させることもできる。

図６は、その方法を説明するための図面であり、下側に位置する第一のパネル１１の下方にレーザ照射装置を配置し、第一のパネル１１の底面にレーザ光２２を照射しており、レーザ光２２は第一のパネル１１を加熱すると共に、第一のパネル１１を透過したレーザ光２２の一部は封着材料１５に照射されて封着材料１５を加熱し、他の一部は第一のパネル１１を加熱する。

第二のパネル１２の縁の鉛直下方位置の点Ａから、レーザ光２２が照射して加熱される領域の端部までの距離Ｗと、第一、第二のパネル１１、１２の隙間の高さＨが形成する領域の断面積Ｗ×Ｈは、封着材料１５の、第二のパネルの外周側面２８とは垂直な平面で切断したときの断面積Ｓよりも小さくなるようにされており、従って、封着材料１５の溶融物は、一部が第一、第二のパネル１１、１２間に引き込まれ、他の部分が第一、第二のパネル１１、１２の隙間の外部に残る。残った部分は第二のパネル１２の外周側面２８に接触し、その部分で固化し、第一、第二のパネル１１、１２間の部分と、その外部の第一のパネル１１の外周側面２８に接触した部分とが一体になった封着部が形成される。

なお、上記実施例では、封着後、第一、第二のパネル１１、１２間を真空排気したが、封着室３１内に放電ガスを導入し、第一、第二のパネル１１、１２間を放電ガスで充満させた状態で封着することもできる。

上記実施例では、照射径が照射範囲よりも小さく、細長の封着材料１５を部分的に溶融させたが、複数のレーザ放射装置により、細長の封着材料１５の長手方向全部を同時に溶融させ、一部をパネル間に引き込ませ、他の部分をパネルの外周側面２８に接触させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、第一、第二のパネル１１、１２のうち、一方を下側、他方を上側にして配置したが、第一、第二のパネルを一定間隔にして鉛直に配置し、第一又は第二のパネルの一方又は両方の外周側面上に封着材料を配置して溶融させ、一部をパネル間に引き込ませ、他の部分を第一、第二のパネルのいずれか一方又は両方の外周側面に接触させ、固化させるようにしてもよい。

本発明の封着工程を説明するための断面図 封着材料の配置状態を説明するための平面図 封着材料が配置された部分の拡大図 レーザ光を照射する状態を説明するための断面図 封着部を説明するための断面図 図４とは反対側からレーザ光を照射した場合を説明するための断面図 (ａ)、(ｂ)：従来技術の封着方法を説明するための図面

符号の説明

１１……第一のパネル
１２……第二のパネル
１５……封着材料
１６……封着部
２１、２２……レーザ光
２８……外周側面

Claims (2)

1. 融着材料を溶融、固化して形成された封着部によって、第一、第二のパネルの四辺がリークが無いように封着されたＰＤＰパネルを製造する表示装置の製造方法であって、
   前記第一のパネルの辺が前記第二のパネルからはみ出た部分を有するように、前記第一、第二のパネルを一定間隔で配置し、
   前記第一のパネルのはみ出た部分上に、前記第二のパネルの縁に沿って前記第一、第二のパネルの間隔よりも厚みの厚い封着材料を、前記第二のパネルの縁と接触させて配置し、
   前記封着材料と、前記第一のパネルのうち、第二のパネルの縁の真下位置から前記封着材料の縁を超える内側の所定位置までとにレーザ光を照射し、前記封着材料の溶融物を前記第一、第二のパネルの両方に接触させ、前記溶融物を毛管現象によって前記第一、第二のパネル間に引き込ませて固化させると共に、
   前記溶融物を前記第二のパネルの縁にも接触した状態で固化させて、前記第一、第二のパネルを接着する表示装置の製造方法。
2. 前記第一のパネル上で前記レーザ光が照射される範囲のうち、前記第二のパネルの縁の真下位置から前記第一、第二のパネル間の前記レーザ光の端部までの距離Ｗと、前記第一、第二のパネルの隙間の高さＨが形成する領域の面積Ｗ×Ｈを、前記封着材料の前記第二のパネルの外周側面とは垂直な方向の断面積Ｓよりも小さくする請求項１記載の表示装置の製造方法。

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