(57)【特許請求の範囲】
【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し、前記第一昇温過程では前記封着部材のペーストに含まれる樹脂成分の熱分解温度よりも高く、かつ前記封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温し、前記第二昇温過程では前記封着部材の封着温度よりも高く、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温し、前記第一昇温過程の昇温している間では基板の封着部材を形成した側とは反対の側のみから加熱することを特徴とする表示パネルの製造方法。
【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パネル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、前記第一昇温過程では前記封着部材のペーストに含まれる樹脂成分の熱分解温度よりも高く、かつ前記封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温し、前記第二昇温過程では前記封着部材の封着温度よりも高く、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温し、前記第一昇温過程の昇温している間では基板の封着部材を形成した側とは反対の側のみから加熱し、かつ前記熱処理工程に続く前記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または窒素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。
【請求項３】
第一昇温過程では３５０〜３７０℃まで加熱昇温し、前記第一昇温過程に続く第二昇温過程では４２０〜５００℃まで加熱昇温することを特徴とする請求項１または２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項４】
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または２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項５】
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または２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項６】
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または２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項７】
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または２に記載の表示パネルの製造方法。
【請求項８】
請求項１または２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。
【請求項９】
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８に記載の表示パネルの製造装置。
【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（ＰｂＯ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、１１０℃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し、第一昇温過程では封着部材のペーストに含まれる樹脂成分の熱分解温度よりも高く、かつ封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温し、第二昇温過程では封着部材の封着温度よりも高く、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温し、第一昇温過程の昇温している間では基板の封着部材を形成した側とは反対の側のみから加熱するものである。
【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し、前記第一昇温過程では前記封着部材のペーストに含まれる樹脂成分の熱分解温度よりも高く、かつ前記封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温し、前記第二昇温過程では前記封着部材の封着温度よりも高く、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温し、前記第一昇温過程の昇温している間では基板の封着部材を形成した側とは反対の側のみから加熱することを特徴と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パネル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、前記第一昇温過程では前記封着部材のペーストに含まれる樹脂成分の熱分解温度よりも高く、かつ前記封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温し、前記第二昇温過程では前記封着部材の封着温度よりも高く、かつ他の構成部材の軟化温度以下まで加熱昇温し、前記第一昇温過程の昇温している間では基板の封着部材を形成した側とは反対の側のみから加熱し、かつ前記熱処理工程に続く前記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または窒素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。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、本発明では、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よりも高く、かつ封着部材に含まれる低融点ガラスの熱収縮温度よりも低い温度まで加熱昇温するものであり、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よりも高く、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、１００℃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２００℃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３５０℃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ＩＲ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先に上昇させるため、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−０１５１（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、さらに第二昇温過程として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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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