(57)【要約】【課題】ガラスフリットをシール層のペーストとして用いパネル貼り合せを行うようにしても、ガラスフリットの良好な仮焼成を行うことを可能としつつ、炭素系電子源や電極等の機能の低下を防止し得るフラットパネルディスプレイの製造方法とする。【解決手段】まず、ガラス粉末を主成分とするガラスフリットからなる貼合せ用タブレット４０を、前面板１０と背面板２０の形状および前面板と背面板の間隔に応じた所定形状に焼結成形する。次に、成形された貼合せ用タブレット４０を、酸化雰囲気中で仮焼成し、貼合せ用タブレット４０内の樹脂成分を十分に燃焼させる。次に、仮焼成された貼合せ用タブレット４０およびガラススペーサ３０を、前面板１０と背面板２０の間に挟み込む。この状態で、これら前面板１０と背面板２０をクリップ等を用いて固定する。最後に、前面板１０と背面板２０を中性雰囲気中で焼成して封着する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された前面板と背面板の間のスペースを密閉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、
前記前面板と前記背面板を互いに貼り合せて封着する封着工程は、
前記前面板と前記背面板の間隔および形状に応じた厚みおよび形状に形成され、酸化雰囲気中で仮焼成されてなるガラスフリットからなる貼着材を前記前面板と前記背面板の間に挟み込む第１の工程と、
この後、非還元性かつ非酸化性のガス雰囲気中または真空雰囲気中において前記貼着材を焼成して前記前面板と前記背面板を封着する第２の工程とを含む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。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記前面板と前記背面板の間に、所定の間隔を保持するスペーサを介在させ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。
【請求項３】
対向配置された前記前面板と前記背面板の間のスペースを密閉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、
前記前面板と前記背面板を互いに貼り合せて封着する封着工程は、
前記前面板と前記背面板の間隔および形状に応じた厚みおよび形状に形成してなる間隔保持用スペーサの厚み方向の両端面に、ペースト状のガラスフリットを塗布してなる貼着材を酸化雰囲気中で仮焼成した後前記前面板と前記背面板の間に挟み込む第１の工程と、
この後、非還元性かつ非酸化性のガス雰囲気中または真空雰囲気中において前記貼着材を焼成して前記前面板と前記背面板を封着する第２の工程とを含む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。
【請求項４】
前記スペーサが中空の管形状をなすことを特徴とする請求項３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５】
前記フラットパネルディスプレイ装置がプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）または電界放出ディスプレイ装置（ＦＥＤ）であることを特徴とする請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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）や電界放出ディスプレイ（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装置の製造方法およびそのフラットパネルディスプレイ装置に関し、詳しくは、ディスプレイパネルを構成する前面板と背面板とを封着する製造工程の改良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やＦＥＤは動作原理が異なるものの、画像形成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、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）の貼合せにおいては、前面板と背面板がガラスにより構成されていることから貼着材として相性のよいガラスペーストが用いられている。
【０００６】
ガラスペーストは、一般に、固形分としてガラス粉末を主成分とし、焼成により構成粉体が再溶融して、機能性の無機質の膜を形成する貼着材であり、ＰＤＰ用としては、前面側誘電体、背面側誘電体（ホワイトバック）、リブ、ブラックマトリクス等のパネルを構成するペーストが知られている。これらのパネルを構成するガラスペーストは５３０〜５８０℃で焼成される。
【０００７】
一方、パネル貼合せ用のガラスペーストとしてはフリットシールが知られている。このフリットシールは、上述した他のガラスペーストとは異なり、パネル作製の最後の工程（貼合せ・封着）において使用されるため、それまでに形成した前面板と背面板の構成材料に加熱による悪影響を及ぼさないように４１０〜４５０℃程度の低温で焼成される（非特許文献３参照）。
【０００８】
また、前面板と背面板を貼り合せるために必要な技術や各工程の詳細（ペースト化、フリット塗布、ペースト乾燥、仮焼成等）は下記非特許文献３に開示されており、「仮焼成」の作業においては、シール層中に残留している樹脂成分の燃焼を十分促すことができるよう、酸化雰囲気中で仮焼成を行うことが必要である旨の記載がなされている。
【０００９】
この仮焼成の作業は最終的な封着作業の前段階におけるシール層のベーキング処理としての意義を有しており、この仮焼成が不十分でシール層中に樹脂成分が残留している場合には、その後に不純物ガスを放出する原因となるとともにシール部分の発砲の原因ともなるため、酸化雰囲気中で仮焼成を良好に行うことが肝要である。
【００１０】
【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
【非特許文献３】
“フラットパネルディスプレイ大辞典”，工業調査会，２００１年１２月２５日発行，ｐ．６３３「ＰＤＰガラスペーストの用途」，ｐ７５２〜７５４「ペースト化、フリット塗布、ペースト乾燥、仮焼成」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シール層中に残留している樹脂成分の燃焼を十分促すことができるよう酸化雰囲気中で仮焼成を行うようにすると、この仮焼成の作業が、既にパネル内にダイヤモンド薄膜、Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣ）およびカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラファイトナノファイバー（ＧＮＦ）等の炭素系電子源や電極（以下、まとめて炭素系電子源や電極と称する）が組み込まれた状態で行われることとなるため、その炭素系電子源や電極が酸化されたり焼失したりする虞がある。
【００１２】
このような炭素系電子源や電極の酸化、焼失の問題はディスプレイ装置の機能に直接係る問題であるため、このような事態が発生する状況は極力排除する必要がある。
このため、フリットシールを用いてパネル貼合せを行うことが有用であることが理解されつつも、実際には、真空用エポキシ系接着剤を用いて貼合せ・封着作業を行った後、１００℃程度の温度で排気する、あるいはガラス材を溶融することによりパネル貼合せを行う等の機能的に不完全で面倒な作業が行われることも多かった。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ガラスフリットをシール層のペーストとして用いパネル貼合せを行うようにしても、ガラスフリットの良好な仮焼成を行なうことを可能としつつ、炭素系電子源や電極等の機能の低下を防止し得るフラットパネルディスプレイの製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のフラットパネルディスプレイの製造方法は、対向配置された前面板と前記背面板の間のスペースを密閉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、
前記前面板と前記背面板を互いに貼り合せて封着する封着工程は、
前記前面板と前記背面板の間隔および形状に応じた厚みおよび形状に形成され、酸化雰囲気中で仮焼成されてなるガラスフリットからなる貼着材を前記前面板と前記背面板の間に挟み込む第１の工程と、
この後、非還元性かつ非酸化性のガス雰囲気中または真空雰囲気中において前記貼着材を焼成して前記前面板と前記背面板を封着する第２の工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記第１の工程において、前記前面板と前記背面板の間に、所定の間隔を保持するスペーサを介在させることが好ましい。
【００１６】
このように、本発明の第１のフラットパネルディスプレイの製造方法では、フリットガラスをパネルを構成する前面板および背面板に塗布し、これを酸化雰囲気中で焼成して封着する従来のパネル製造手法におけるフリットガラスの塗布処理に替えて、予め酸化雰囲気中で仮焼成が終了した、所定形状の粉末ガラスを焼結させてなる成形体（貼着材；タブレット）をパネルを構成する前面板および背面板の間に挟みこむ処理を行う。
例えば、前面板と背面板の間に薄いリング状成形体からなる貼着材を挿入する。
【００１７】
次に、クリップ等で前面板と背面板を圧着し、真空中あるいは窒素等の中性雰囲気中で封着する。
この貼着材は、酸化雰囲気中で脱バインダが終了した焼結体であるため、封着工程は酸化雰囲気を必要とせず、真空中あるいは窒素や希ガスの中性雰囲気で行うことができる。
これにより、特に炭素系電子源や電極の酸化や焼失を防止でき、炭素系電子源や電極の特性を損なうことなくパネルを製作することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の第２のフラットパネルディスプレイの製造方法は、対向配置された前記前面板と前記背面板の間のスペースを密閉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、
前記前面板と前記背面板を互いに貼り合せて封着する封着工程は、
前記前面板と前記背面板の間隔および形状に応じた厚みおよび形状に形成してなる間隔保持用スペーサの厚み方向の両端面に、ペースト状のガラスフリットを塗布してなる貼着材を酸化雰囲気中で仮焼成した後前記前面板と前記背面板の間に挟み込む第１の工程と、
この後、非還元性かつ非酸化性のガス雰囲気中または真空雰囲気中において前記貼着材を焼成して前記前面板と前記背面板を貼り合せる第２の工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１９】
このように、本発明の第２のフラットパネルディスプレイの製造方法では、フリットガラスをパネルを構成する前面板および背面板に塗布し、これを酸化雰囲気中で焼成して封着する従来のパネル製造手法におけるフリットガラスの前面板や背面板への塗布処理に替えて、パネル間隔保持用スペーサの厚み方向の両端面に、ペースト状のガラスフリットを塗布してなる貼着材を酸化雰囲気中で仮焼成した後前記前面板と背面板の間に挟み込む処理を行う。
【００２０】
この第２のフラットパネルディスプレイの製造方法においても、上記第１のフラットパネルディスプレイの製造方法と同様の作用を得ることができる。
ここで、前記スペーサの形状としては、中空の管形状等とすることが可能である。
【００２１】
また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、前記フラットパネルディスプレイ装置がプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）または電界放出ディスプレイ装置（ＦＥＤ）である場合に、特に有用である。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、間隔保持用のガラススペーサ３０とシール層ペーストとして機能する貼合せ用タブレット４０を介在させ、クリップなどで前面板と背面板を圧着固定した後に、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。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。
【００２５】
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が排気管用タブレット７０を介して背面板２０の背面側に取り付けられている。なお、排気管６０は真空ポンプ（図示せず）に接続されており、真空排気作業が完了した後にチップオフされる。
【００２６】
次に、本実施形態方法の概略を図２を用いて説明する。
すなわち、本実施形態方法は、まず、ガラス粉末を主成分とするガラスフリットからなる貼合せ用タブレット４０を、前面板１０と背面板２０の形状および基板間隔に応じた形状および厚みに焼結成形する（Ｓ１）。図１（Ｂ）に示す例では、貼合せ用タブレット４０は前面板１０と背面板２０の外周の全領域に亘る矩形の枠形状とされる。
【００２７】
次に、成形された貼合せ用タブレット４０を、酸化雰囲気中（例えば、空気中あるいは酸素ガス中；以下同じ）で仮焼成し、貼合せ用タブレット４０内の樹脂成分（バインダ）を十分に燃焼させる（Ｓ２）。
【００２８】
次に、仮焼成された貼合せ用タブレット４０を、前面板１０と背面板２０の間に挟み込む（Ｓ３）。同時に基板間隔保持用のガラススペーサ３０も前面板１０と背面板２０の間に挟み込む。図１（Ｂ）に示す例では、ガラススペーサ３０は貼合せ用タブレット４０の内側全領域に配されるように、矩形の枠形状とされている。なお、貼合せ用タブレット４０およびガラススペーサ３０を、前面板１０と背面板２０の間に挟み込んだ状態で、これら前面板１０と背面板２０をクリップ等を用いて固定し、位置ずれ等が生じないような処理を行なう。
【００２９】
最後に、前面板１０と背面板２０を中性雰囲気中で焼成して封着する（Ｓ４）。なお、ここで中性雰囲気中とは、非還元性かつ非酸化性のガスから選択される少なくとも１種のガスの雰囲気中または真空雰囲気中を意味する。例えば、希ガス、窒素ガス等により中性雰囲気が構成される。
【００３０】
このように、本実施形態方法においては、前面板１０と背面板２０の形状および前面板１０と背面板２０の基板間隔に応じた所定形状に成形された貼合せ用タブレット４０を、前面板１０と背面板２０の間に挟み込む前に仮焼成しておくように構成している。仮焼成処理は酸化雰囲気中で行なわれるが、前面板１０と背面板２０に対してこの仮焼成処理はなされないので、この前面板１０と背面板２０に設けられた電子源や電極に悪影響を及ぼさない。
【００３１】
また、このように仮焼成がなされた貼合せ用タブレット４０は、脱バインダが終了した焼結体とされているため、前面板１０と背面板２０の封着時には酸化雰囲気であることを要せず中性雰囲気中で行うことができるため、前面板１０と背面板２０に設けられた電子源や電極が酸化、焼失するおそれを防止できる。
【００３２】
上述したステップ１（Ｓ１）において、貼合せ用タブレット４０の主成分である粉末ガラスは、前面板１０や背面板２０の材質に応じた膨張率や軟化点等となるような硝材を選択する。具体的には、前面基板と背面基板に旭硝子株式会社製のガラスＰＤ２００を使用した場合は、例えば日本電気硝子株式会社製のディスプレイパネル封着用ガラスＬＳ−３０８１等を焼結させ成形したタブレットを用いる。
【００３３】
また、上記貼合せ用タブレット４０の厚みは、封着時等の収縮を見込んでガラススペーサ３０より若干厚く形成する。例えばＦＥＤの場合において、前面板１０と背面板２０の間隙を例えば２ｍｍとした場合には、ガラススペーサ３０の厚みを２ｍｍとし、貼合せ用タブレット４０の厚みを２．５ｍｍ程度に調節する。ただし、この貼合せ用タブレット４０の厚みが薄過ぎると真空漏れを生じ、逆に厚過ぎると封着部分よりにじみが多くなるので、この貼合せ用タブレット４０の厚みはタブレットの製作方法および製作条件に応じて最適化する必要がある。
【００３４】
また、このステップ１（Ｓ１）の前工程において、排気管６０と背面板２０の間に厚み０．５ｍｍ程度の排気管用タブレット７０を挟み、中性雰囲気中で焼成し、排気管６０を背面板２０に取り付けておく。この排気管用タブレット７０も上記貼合せ用タブレット４０と同様の材料を用いて形成することができるが、日本電気硝子株式会社製のディスプレイパネル封着用ガラスＬＳ−７１０５等により製作したタブレット７０は結晶性タイプであるため高い排気温度に耐える等、より好都合である。
【００３５】
また、上述したステップ２（Ｓ２）における仮焼成条件はガラスフリットのバインダの種類にもよるが、例えば分解・燃焼する温度（３２０〜３８０℃）における昇温速度をゆるやかにし、ピーク温度３８０℃を、１０分程度保持することにより行う。
【００３６】
また、上述したステップ３（Ｓ３）において用いるガラススペーサ３０としてはチューブ状のガラス管等とする。このガラススペーサ３０の具体例としては、日本電気真空硝子株式会社製の断面矩形状に成形してなるガラス管（ＮＥＣ真空ガラス、ＮＥＣ  ＧＬＡＳＳ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ、ｐ．３のガラス加工技術の写真を参照）等を使用することが可能である。ガラススペーサは一般にレーザ加工やサンドブラスト加工で製作するが、ガラス管を成形する上記方法は任意の厚さに高精度で加工でき、生産性も良い等の利点を備えている。
【００３７】
また、ガラススペーサ３０に替えて、前面板１０や背面板２０の材質と膨張係数が近いセラミックスあるいは４２６合金（Ｎｉが４２％、Ｃｒが６％、残部Ｆｅ）等の金属材料からなるスペーサを用いることが可能である。
【００３８】
なお、図１においては、貼合せ用タブレット４０の内側にガラススペーサ３０が配置されているが、貼合せ用タブレット４０の外側にガラススペーサ３０を配置するようにしてもよい。
【００３９】
なお、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法においては、上記実施形態に限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、ガラススペーサ３０とは別体に貼合せ用タブレット４０を設けているが、前面板１０と背面板２０の間隔および形状に応じた厚みおよび形状に形成してなる前面板と背面板の間隔保持用スペーサの厚み方向の両端面に、ペースト状のガラスフリットを塗布したものを酸化雰囲気中で仮焼成した後、上記前面板１０と背面板２０の間に挟み込むようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
この場合において、上記ペースト状のガラスフリットの塗布処理は、フリットガラスにビークルを加えてペースト化し、ヘラやスクリーン印刷により、スペーサの両端面に塗布することによりなされる。ペースト状のガラスフリットが塗布されたスペーサは、塗膜中の樹脂成分を除去するために、酸化雰囲気中で仮焼成される。この仮焼成条件はガラスフリットのバインダの種類にもよるが、例えば分解・焼成する温度を３８０℃、焼成時間を１０分程度とする。また、ペースト状のガラスフリットが塗布されたスペーサは、その塗布面が炉壁等に接触しないように、その炉内に吊すようにして焼成作業を行う等、配慮が必要である。
【００４１】
また、上述した実施形態において、貼合せ用タブレット４０と排気管用タブレット７０の各々を構成するフリットガラス材料の焼成温度が同様の場合には、排気管６０を背面板２０に取り付けるための焼成処理と前面板１０と背面板２０とを封着するための焼成処理を同時に行うことが可能である。
【００４２】
また、ＦＥＤを製造する場合において、真空雰囲気中で封着作業を行う場合には排気管６０は不要である。
さらに、ＰＤＰを製造する場合においても、パネルを挿入したチャンバー内を、真空排気した後放電ガス雰囲気にし、この放電ガス雰囲気において前面板１０と背面板２０とを貼り合せるようにすれば必ずしも排気管６０は必要とされない。
【００４３】
【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によれば、パネルを構成する前面板および背面板の封着処理を行う前に、フリットガラスを所定形状に焼結させた成形体からなる貼着材、または所定形状に形成された基板間隔保持用スペーサの厚み方向両端面にペースト状のフリットガラスを塗布してなる貼着材を、酸化雰囲気中で仮焼成しておき、しかる後この貼着材を前面板と背面板の間に挟みこむ。そして、この後の前面板と背面板の封着処理は中性雰囲気中において行われる。
【００４４】
すなわち、上記貼着材は、酸化雰囲気中で脱バインダが終了した状態とされているため、封着工程では酸化雰囲気を必要とせず、封着作業を中性雰囲気中で行うことができる。
【００４５】
これにより、酸化雰囲気中で封着作業を行う従来技術において問題となっていた炭素系電子源や電極等の酸化や焼失を確実に防止できるので、ガラスフリットをシール層のペーストとして用い前面板と背面板の貼合せを行うようにしても、ガラスフリットの良好な仮焼成を行なうことを可能としつつ、炭素系電子源や電極の特性の劣化を防止することが可能となる。
【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）
【図２】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フローチャート
【符号の説明】
１０      前面板
２０      背面板
３０      ガラススペーサ
４０      貼合せ用タブレット
５０      透孔部
６０      排気管
７０      排気管用タブレット
１００    フラットパネルディスプレイ装置のパネル部
【図１】
2004327346.tif 000003
【図２】
2004327346.tif 000004