JP2012169287A - Display panel and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィールドエミッションディスプレイ(FED)やプラズマディスプレイパネル(PDP)のような表示パネル及びその製造法に関する。 The present invention relates to a display panel such as a field emission display (FED) or a plasma display panel (PDP) and a method for manufacturing the same.
原理的には、FEDは、平面上に格子状に配列した多数の微細な電極から、真空を保って対向して設けた発光面に形成した蛍光体に電子を真空中に放出して発光させるものであり、またPDPは、表面に電極を形成した二枚のガラス基板の間にヘリウムやネオンなどの希ガスを高圧で封入し、高圧の希ガスに高い電圧を掛けて紫外線を発生させて発光させるものである。 In principle, an FED emits electrons from a large number of fine electrodes arranged in a grid pattern on a plane to a phosphor formed on a light-emitting surface provided facing each other while maintaining a vacuum to emit light. In addition, a PDP encloses a rare gas such as helium or neon at a high pressure between two glass substrates having electrodes formed on the surface, and generates a UV ray by applying a high voltage to the high-pressure rare gas. It emits light.
FEDやPDPは、一般的には、前面基板と背面基板の2枚のガラス基板をスペーサーやリブを介して対向させて、貼り合せる構造をとっている。これらの表示パネルに画像を表示させるためには、2枚の基板およびスペーサーまたはリブで囲まれた内部空間は、FEDでは所定の減圧雰囲気、PDPでは大気圧以下のガス雰囲気(ArやXeなど)である必要がある。 FEDs and PDPs generally have a structure in which two glass substrates, a front substrate and a rear substrate, are opposed to each other via spacers or ribs and bonded together. In order to display an image on these display panels, an internal space surrounded by two substrates and spacers or ribs is a predetermined reduced pressure atmosphere in FED, and a gas atmosphere (Ar, Xe, etc.) below atmospheric pressure in PDP. Need to be.
このようなパネルは普通下記のような工程で作成される。まず、2枚の基板を貼り合せる封着工程では、ペースト状のガラスフリットを封着部に塗布した後、対向する2枚の基板の位置合わせを行い、およそ400℃以上の加熱および冷却の過程を経て封着する。その後、パネル内の空気を排気するため予め2枚の基板のいずれかに設けた排気孔にチップ管を取り付け、チップ管に接続した真空ポンプを用いて2枚の基板間の真空排気を行う。そしてPDPの場合にはさらに2枚の基板間にパネル作動用ガスを導入する。パネル作動雰囲気になった段階で、チップ管を切断し気密封止する(特許文献1の図2参照)。 Such panels are usually made by the following process. First, in the sealing step of bonding two substrates together, paste-like glass frit is applied to the sealing portion, then the two opposing substrates are aligned, and the process of heating and cooling at about 400 ° C. or higher After sealing. Thereafter, in order to exhaust the air in the panel, a chip tube is attached in advance to an exhaust hole provided in one of the two substrates, and vacuum exhaust is performed between the two substrates using a vacuum pump connected to the chip tube. In the case of the PDP, panel operation gas is further introduced between the two substrates. When the panel operating atmosphere is reached, the chip tube is cut and hermetically sealed (see FIG. 2 of Patent Document 1).
このような工程では、パネルは各処理装置を順次搬送されて処理されるため広いスペースを必要とし、また、チップ管を必要とするためコストや手間が掛かるという欠点があった。この欠点を改善するために、チップ管を不要とした一貫封着技術も提案されている(特許文献1参照)。 In such a process, the panel has a drawback that it requires a large space because each processing apparatus is sequentially conveyed and processed, and a chip tube is required, so that a cost and labor are required. In order to improve this defect, a consistent sealing technique that eliminates the need for a tip tube has also been proposed (see Patent Document 1).
特許文献1に記載の発明では、まず、加熱装置と排気装置とガス封入装置とを備えたチャンバ内に位置合わせした互いに接触していない2枚の基板を導入し、チャンバを排気する。その後、封止剤を真空状態で仮焼成し、パネル動作ガスをチャンバ内に導入してから対向する2枚の基板を接触させ封着剤の本焼成を行い、基板内空間にガスを封入している。 In the invention described in Patent Document 1, first, two non-contact substrates aligned in a chamber provided with a heating device, an exhaust device, and a gas sealing device are introduced, and the chamber is exhausted. After that, the sealing agent is temporarily fired in a vacuum state, the panel operating gas is introduced into the chamber, the two opposing substrates are brought into contact with each other, the sealing agent is finally fired, and the gas is sealed in the space in the substrate. ing.
この種の表示パネルの封着に関するその他の先行技術としては、一般的に用いられるガラスフリットより低温で硬化する熱硬化樹脂や加熱過程を必要としない紫外線硬化樹脂を用いた封着技術もある(特許文献2参照)。
ガラスフリットを用いた先行技術の封着手法においては、特許文献1の図2に示すようなチップ管を用いた工程であれ、特許文献1に記載の発明のような一貫工程であれ、加熱・冷却過程を経るため、処理時間が長くなり生産性に乏しいという問題点がある。 In the prior art sealing method using glass frit, whether it is a process using a tip tube as shown in FIG. 2 of Patent Document 1 or an integrated process like the invention described in Patent Document 1, Due to the cooling process, there is a problem that the processing time is long and the productivity is poor.
また、特許文献2に記載されたように紫外線硬化樹脂を用いた場合、焼成を必要としないため処理時間は短くなるものの、市販されている紫外線硬化樹脂の水蒸気透過率は一日当たり10〜20g/m2と高く、時間が経つにつれこの水蒸気が発光輝度や駆動電圧といったパネル特性に影響を及ぼすことになるという問題点がある。ディスプレイパネルの耐水性を高めるためにこのような接着部に要求される水蒸気透過性は、一日当たりl0−2g/m2オーダー以下と言われている。
In addition, when an ultraviolet curable resin is used as described in
そこで、本発明は、上記の問題点を解決して、封着工程において焼成を必要とせず、かつ水分透過率の少ない表示パネル及びその製造法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a display panel that does not require firing in the sealing step and has a low moisture permeability and a method for manufacturing the same.
前記の目的を達成するために、本発明の第1の発明によれば、対向する2枚の基板によって構成される基板間周縁部をシール部によって封着し、その内部空間が減圧または不活性ガス雰囲気に維持された表示パネルにおいて、シール部を硬化性樹脂で形成し、シール部の外側に、低融点金属又は低融点合金から成るバリア層を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the inter-substrate peripheral edge constituted by two opposing substrates is sealed with a seal portion, and the internal space is decompressed or inactivated. In a display panel maintained in a gas atmosphere, a seal portion is formed of a curable resin, and a barrier layer made of a low melting point metal or a low melting point alloy is provided outside the seal portion.
バリア層は、一実施形態ではポリウレタン、シリコーン、或いはIn単体金属から構成され得る。代わりに、バリア層は、Sn及びPbを含む合金から構成され得る。その場合、合金はBi、Cd、Inの少なくとも一つを含み得る。 In one embodiment, the barrier layer may be composed of polyurethane, silicone, or In single metal. Alternatively, the barrier layer can be composed of an alloy comprising Sn and Pb. In that case, the alloy may include at least one of Bi, Cd, and In.
またバリア層は、Sn及びZnを含む合金から構成され得る。 The barrier layer can be made of an alloy containing Sn and Zn.
本発明の第2の発明によれば、対向する2枚の基板によって構成される基板間周縁部をシール部によって封着し、その内部空間が減圧または不活性ガス雰囲気に維持された表示パネルの製造法において、シール部を硬化性樹脂で形成し、該シール部によって基板間周縁部を封着した後に、該シール部の外側を低融点金属又は低融点合金から成るバリア層にて被覆することを特徴としている。 According to the second aspect of the present invention, the display panel in which the peripheral portion between the substrates constituted by the two substrates facing each other is sealed by the seal portion, and the internal space thereof is maintained in a reduced pressure or inert gas atmosphere. In the manufacturing method, after forming the seal portion with a curable resin and sealing the peripheral portion between the substrates with the seal portion, the outside of the seal portion is covered with a barrier layer made of a low melting point metal or a low melting point alloy. It is characterized by.
本発明の第1の発明による表示パネルは、時間の経過に伴う水蒸気による発光輝度や駆動電圧といったパネル特性への影響を軽減でき、長期間安定して使用できるようになる。 The display panel according to the first aspect of the present invention can reduce the influence on the panel characteristics such as light emission luminance and driving voltage due to water vapor with the passage of time, and can be used stably for a long period of time.
また、本発明の第2の発明による表示パネルの製造法では、封着工程において焼成を必要とせず簡便かつ迅速な封着が可能となり、かつ水分透過率の少ない表示パネルを効率的に製造できるようになる。 Further, in the method for manufacturing a display panel according to the second invention of the present invention, it is possible to easily and quickly seal without requiring firing in the sealing step, and to efficiently manufacture a display panel with a low moisture permeability. It becomes like this.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1及び図2には、本発明による表示パネルの製造方法を実施している装置の一実施形態を概略的に示している。図1及び図2において、1は真空チャンバで、その上部には紫外線ランプ2が配置され、また真空チャンバ1は開閉バルブ3を介して一方では排気系を成す開閉バルブ4及び真空ポンプ5に接続され、他方ではPDPの動作ガス供給系を成す開閉バルブ6及びガス源7に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 schematically show an embodiment of an apparatus that implements a method for manufacturing a display panel according to the present invention. In FIG. 1 and FIG. 2, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber, an
このように構成した装置を用いて本発明にる表示パネルの製造について説明する。
真空チャンバ1内には図示していない搬送機構によって前面板10及び背面板11が導入される。背面板11には図示したようにその周縁部に沿って紫外線硬化樹脂12が予め塗布される。次に、開閉バルブ3及び排気系の開閉バルブ4を開き、真空ポンプ5によって真空チャンバ1内を排気する。
The manufacture of the display panel according to the present invention using the thus configured apparatus will be described.
A
製作しようとする表示パネルがFEDパネルである場合には、この状態から図2に示す状態に示すように、前面板10及び背面板11が紫外線硬化樹脂12を介して接触するように貼り合わせ、そして紫外線ランプ2を作動して前面板10及び背面板11に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂12を硬化させる。こうしてシール部を形成する。
When the display panel to be manufactured is an FED panel, as shown in the state shown in FIG. 2 from this state, the
一方、PDPの場合には、真空チャンバ1を真空ポンプ5によって排気した後、排気系の開閉バルブ4を閉じ、PDPの動作ガス供給系の開閉バルブ6を開け、ガス源7から真空チャンバ1にPDPの動作ガスを導入する。その後、開閉バルブ6を閉じ、図2に示すように、前面板10と背面板11を紫外線硬化樹脂12を介して接触するように貼り合わせ、そして紫外線ランプ2を作動して前面板10及び背面板11に紫外線を照射して紫外線硬化樹脂12を硬化させ、こうしてシール部を形成する。
On the other hand, in the case of the PDP, after the vacuum chamber 1 is evacuated by the vacuum pump 5, the opening / closing valve 4 of the exhaust system is closed and the opening /
このようにして封着した基板を真空チャンバ1から取り出した後、図3に示すように、塗布用シリンジ13を用いて、追加封着剤14を貼りあわせた基板の周縁部に塗布する。追加封着剤14として紫外線硬化樹脂を用いる場合には、塗布後に紫外線ランプ3を作動して紫外線を再照射する。また追加封着剤14として室温放置型の樹脂や低融点金属もしくは低融点合金を用いる場合には、そのまま放置して硬化、凝固させる。このようにして硬化した追加封着剤14により、シール部の外側にバリア層が形成される。
After the substrate thus sealed is taken out from the vacuum chamber 1, as shown in FIG. 3, an
使用する紫外線硬化樹脂は、主に光重合性オリゴマーと光重合性モノマーと光重合開始剤とで構成され、主な光重合性オリゴマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレートを挙げることができ、また主な光重合性モノマーとしては、アクリル酸エステルを挙げることができ、更に主な光重合開始剤としては、カルポニル化合物、イオウ化合物、アゾ化合物などを挙げることができる。 The UV curable resin used is mainly composed of a photopolymerizable oligomer, a photopolymerizable monomer, and a photopolymerization initiator, and examples of the main photopolymerizable oligomer include polyester acrylate, polyurethane acrylate, and epoxy acrylate. In addition, examples of the main photopolymerizable monomer include acrylic acid esters, and examples of the main photopolymerization initiator include carbonyl compounds, sulfur compounds, and azo compounds.
追加封着剤14として用いることのできる低融点金属としては、ポリウレタン、シリコーン、In(融点156.6℃)の単体金属を挙げることができ、また使用できる低融点合金としては、Sn及びZnを含む合金、Sn及びPbを含む合金、或いはBi、Cd、Inの少なくとも一つを含む合金を挙げることができる。かかる合金の所定の組成比(原子%)で組み合わせたときの融点を挙げると次の通りである。
融点(℃) Bi Pb Sn Cd In Zn
46.7 44.7 22.6 8.3 5.3 19.1
60.0 53.5 17 19 10.5
70.0 26.7 13.3 10
60.5 50 25.0 12.5 12.5
100.0 50 28.0 22.0
199 91.2 8.8
Examples of the low melting point metal that can be used as the
Melting point (° C) Bi Pb Sn Cd In Zn
46.7 44.7 22.6 8.3 5.3 19.1
60.0 53.5 17 19 10.5
70.0 26.7 13.3 10
60.5 50 25.0 12.5 12.5
100.0 50 28.0 22.0
199 91.2 8.8
ところで、ディスプレイ駆動時に基板及び封止剤の温度は上昇するが、一般にPDPの通常駆動時は基板の温度は40〜60℃になるので、前記の合金を使用でき、例えば一番下段のBi 50%, Pb 28%, Sn 22%では融点が100℃であり、シール部の紫外線硬化樹脂12を傷めずパネル駆動中の温度にも耐え得ることが認められる。
By the way, the temperature of the substrate and the sealing agent rises when the display is driven, but generally the temperature of the substrate is 40 to 60 ° C. during the normal driving of the PDP. Therefore, the above alloy can be used, for example, Bi 50 at the bottom. %, Pb 28%, and
図4には、本発明によるFED表示パネルの製造に使用される装置の一実施形態を概略的に示し、21は仕込み/取り出し室で、室内を所定の真空度に排気する排気系22が接続されている。この仕込み/取り出し室21はゲートバルブ23を介して搬送室24に接続され、搬送室24は排気系25によって所定の真空レベルに排気され得る。搬送室24内には、搬送ロボットアーム26が配置されている。また、搬送室24はゲートバルブ27を介して位置合わせ/硬化室28に接続され、この位置合わせ/硬化室28には位置合わせ機構29及び紫外線ランプ30が設けられている。そして位置合わせ/硬化室28は、排気系31によって所定の真空レベルに排気され得る。
FIG. 4 schematically shows an embodiment of an apparatus used for manufacturing an FED display panel according to the present invention.
また、搬送室24はゲートバルブ32を介して塗布室33に接続され、この塗布室33内にはXYステージ34及び樹脂ディスペンサ35が設けられ、そして塗布室33内は真空排気系36により所定の真空レベルに排気され得る。
The transfer chamber 24 is connected to a
このように構成した装置を用いてFEDパネルを製作する方法について説明する。部材としては、カーボンナノチューブをエミッタとして用いたカソード基板37(CNT/Cr電極/ガラス構造)、蛍光体/ITO 電極/ガラスで構成されるアノード基板(図示していない)、ガラススペーサー38(厚さ1mm)を用いた。 A method of manufacturing an FED panel using the apparatus configured as described above will be described. The members include a cathode substrate 37 (CNT / Cr electrode / glass structure) using carbon nanotubes as an emitter, an anode substrate (not shown) made of phosphor / ITO electrode / glass, and a glass spacer 38 (thickness). 1 mm) was used.
まず、カソード基板37とガラススペーサー38を位置合わせて重ね合わせ、仕込み/取り出し室21にセットして排気系22により排気する。このカソード基板37とガラススペーサー37を、ゲートバルブ23を開いて搬送室24に入れ、搬送室24のロボットアーム26を用いてゲートバルブ32を介して塗布室33のXYロボットステージ34に搬送する。塗布室33内でカソード基板37の周縁部に樹脂ディスペンサ35で紫外線硬化樹脂39(積水化学社製 紫外線速硬化型樹脂A−704)を塗布する。このとき、図5に示すように、ガラススペーサー38の外側にかかるように紫外線硬化樹脂39を塗布する。
First, the
その後、こうして紫外線硬化樹脂39を塗布したカソード基板37を、搬送室24のロボットアーム26により、位置合わせ/硬化室28に搬入し、位置合わせ機構29を構成している位置合わせステージにセットする。
Thereafter, the
次に、図示していないアノード基板を仕込み/取り出し室21にセットし、これを、搬送室24のロボットアーム26により、位置合わせ/硬化室28に搬入し、セットされているカソード基板37上に位置合わせした後、排気系31を作動して圧力が10−5Paオーダーとなるまで位置合わせ/硬化室28内を排気し、ガラススペーサー38/カソード基板37上に乗せる。
Next, an anode substrate (not shown) is set in the preparation /
次に、位置合わせ/硬化室28内に設置された紫外線ランプ30を構成している高圧水銀ランプ(主波長352nm)で紫外線を重ね合わせた基板に1分間照射する。その後、搬送室24のロボットアーム26を用いて、仕込み/取り出し室21に搬送してから取り出す。
Next, the high-pressure mercury lamp (main wavelength 352 nm) constituting the ultraviolet lamp 30 installed in the alignment / curing chamber 28 is irradiated for 1 minute on the substrate on which the ultraviolet rays are superimposed. Thereafter, the robot arm 26 in the transfer chamber 24 is used to transfer to the preparation /
続いてのバリア層の形成工程については図3に示すような塗布用シリンジを用いて行う。すなわち外周の追加封着剤の塗布は、リボンヒーターを巻いたガラス製の塗布用シリンジにインジウム片を入れ180℃まで加熱する。溶解したインジウムをカソード基板37とアノード基板の間でスペーサー38の外周部に塗布して放冷する。こうしてバリア層が形成される。
The subsequent barrier layer forming step is performed using a coating syringe as shown in FIG. In other words, the outer peripheral additional sealing agent is applied by placing indium pieces in a glass application syringe wrapped with a ribbon heater and heating to 180 ° C. The dissolved indium is applied between the
1段階目の紫外線硬化樹脂39のみを塗布し硬化したものと、2段階目の外周部へのインジウム塗布を行ったそれぞれのFED基板において、電源を用いてカソード電極36とアノードの間に3kVの電圧をかけた時に生じる蛍光体発光の輝度を分光器で測定した。表1に0時間のときの輝度で規格化したときの24時間後、72時間後の輝度割合を示す。紫外線硬化樹脂のみの封着では72時間後には点灯しなかった。一方、本発明の封着方法では72時間後でも90%以上の輝度を保つことができている。本発明の方法でも72時間で約9%の輝度劣化が見られているが、これは簡易パネルを作製したため蛍光体の塗布条件も最適でない可能性があり、封着性能に関わる劣化でない可能性も考慮する必要がある。封着部を通して水蒸気の拡散に関して拡散時間は拡散距離(樹脂の塗り幅)の2乗に比例するので、例えば、樹脂塗布前に十分に脱ガスした樹脂を1mm幅で塗布しUV硬化した後、脱ガスした樹脂を30mmで塗布しUV硬化すると外壁に到達した水蒸気がパネル内に混入するのを約1000倍遅らせることができる。
〔表1〕
規格化発光輝度(%)
基板形態 初期(0時間) 24時間経過後 72時間経過後
バリア層なし 100 65 発光せず
バリア層あり 100 96 91
In each FED substrate in which only the first-stage ultraviolet
[Table 1]
Normalized emission brightness (%)
Substrate form Initial (0 hours) After 24 hours 72 hours have passed No barrier layer 100 65 No light emission and barrier layer 100 96 91
図示実施の形態では、封着部の大気側に水蒸気の透過を防止するバリア層を形成しているが、代わりに封着部の真空側すなわち内側にバリア層を形成することも可能である。 In the illustrated embodiment, a barrier layer that prevents permeation of water vapor is formed on the atmosphere side of the sealing portion, but it is also possible to form a barrier layer on the vacuum side of the sealing portion, that is, on the inside.
1:真空チャンバ
2:紫外線ランプ
3:開閉バルブ
4:開閉バルブ
5:真空ポンプ
6:開閉バルブ
7:ガス源
10:前面板
11:背面板
12:紫外線硬化樹脂
13:塗布用シリンジ
14:追加封着剤
21:仕込み/取り出し室
22:排気系
23:ゲートバルブ
24:搬送室
25:排気系
26:搬送ロボットアーム
27:ゲートバルブ
28:位置合わせ/硬化室
29:位置合わせ機構
30:紫外線ランプ
31:排気系
32:ゲートバルブ
33:塗布室
34:XYステージ
35:樹脂ディスペンサ
36:真空排気系
37:カソード基板
38:ガラススペーサー
39:紫外線硬化樹脂
1: Vacuum chamber 2: UV lamp 3: Open / close valve 4: Open / close valve 5: Vacuum pump 6: Open / close valve 7: Gas source 10: Front plate 11: Back plate 12: UV curable resin 13: Syringe for application 14: Additional sealing Adhesive 21: Preparation / removal chamber 22: Exhaust system 23: Gate valve 24: Transfer chamber 25: Exhaust system 26: Transfer robot arm 27: Gate valve 28: Positioning / curing chamber 29: Positioning mechanism 30: Ultraviolet lamp 31 : Exhaust system 32: Gate valve 33: Coating chamber 34: XY stage 35: Resin dispenser 36: Vacuum exhaust system 37: Cathode substrate 38: Glass spacer 39: UV curable resin
このように構成した装置を用いて本発明による表示パネルの製造について説明する。
真空チャンバ1内には図示していない搬送機構によって前面板10及び背面板11が導入される。背面板11には図示したようにその周縁部に沿って紫外線硬化樹脂12が予め塗布される。次に、開閉バルブ3及び排気系の開閉バルブ4を開き、真空ポンプ5によって真空チャンバ1内を排気する。
Thus constituted apparatus for manufacturing a display panel that by the present invention with be described.
A
Claims (4)
シール部を硬化性樹脂で形成し、シール部の外側に、低融点金属又は低融点合金から成るバリア層を設けたことを特徴とする表示パネル。 In a display panel in which a peripheral edge portion between substrates constituted by two opposing substrates is sealed by a seal portion, and the internal space is maintained in a reduced pressure or inert gas atmosphere,
A display panel, wherein a seal portion is formed of a curable resin, and a barrier layer made of a low melting point metal or a low melting point alloy is provided outside the seal portion.
シール部を硬化性樹脂で形成し、該シール部によって基板間周縁部を封着した後に、該シール部の外側を低融点金属又は低融点合金から成るバリア層にて被覆することを特徴とする表示パネルの製造方法。 In a method for manufacturing a display panel in which a peripheral part between substrates constituted by two opposing substrates is sealed by a seal part, and the internal space is maintained in a reduced pressure or inert gas atmosphere,
The seal portion is formed of a curable resin, and the peripheral portion between the substrates is sealed by the seal portion, and then the outside of the seal portion is covered with a barrier layer made of a low melting point metal or a low melting point alloy. Manufacturing method of display panel.
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