JP2003015538A - 表示用パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
る場合であれ、封止部材および接着剤による表示基板の
封止を迅速かつ的確に行うことのできる表示用パネルの
製造方法を提供する。 【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス(EL)素
子が形成された表示用パネルのガラス基板を、あらかじ
め接着剤を塗布しておいた封止用ガラスに貼り合わせて
封止する。この際、その貼り合わせ面のギャップ距離が
目標値に到達するように同貼り合わせ面に圧力を印加し
て前記接着剤を硬化させる。この圧力の印加パターンと
して、圧力を変化(増大)させる圧力変更期間(T1、
T3、およびT5)と印加している圧力を保持する圧力
保持期間(T2、T4、およびT6)とを設ける。
Description
表示する表示装置に使用される表示用パネルの製造方法
に関する。
L)表示装置や液晶表示装置に用いられる表示用パネル
は、発光素子や液晶、あるいはそれらを駆動する駆動素
子などの表示用素子が設けられた表示基板を有して構成
される。また、この表示基板は通常、その機能や品質な
どを維持するために、適宜の封止部材によって封止され
ることが多い。こうした用途に使用される封止部材に
は、金属製のカン(メタルカン)やガラスなどがあり、
上記表示基板は接着剤によってそれらと貼り合わされて
封止される。そして、この表示用パネルにおける表示基
板の封止品質は、ひいては表示装置としての品質や寿命
を決定づける重要な要素となっている。
される態様を模式的に示した図である。図9(a)およ
び(b)に示すように、表示基板33の一構成であるガ
ラス基板31の一方面には、薄膜形成プロセスによって
表示領域となる素子層32が形成されている。なおこの
例では、複数の(12個の)表示用パネルを一括製造す
るために、1枚のガラス基板31に複数の(12個の)
素子層32を一括形成し、表示基板33についてもこれ
を同時に複数個(12個)生成する場合について示して
いる。上記ガラス基板31は、素子層32に対向して配
置されている封止部材である封止用ガラス34の位置合
わせマーク39を認識する画像処理装置などによって同
封止用ガラス34との相対位置が決められたのち、図9
(a)に示すZ方向に移動されて同ガラス34に貼り合
わされる。この封止用ガラス34には、表示基板33
(厳密にはその素子層32)を封止する形状に沿ってあ
らかじめ接着剤35が上記表示領域を囲繞する態様で塗
布されている。また、封止用ガラス34の表示基板33
との対向面は、上記素子層32の形状および配置に対応
してエッチング等によって掘削されている。この封止用
ガラス34の掘削部36は、封止される表示基板33の
特性を維持するための吸湿剤などを塗布するために設け
られている。なお、図9(b)においては、ガラス基板
31の図示を割愛した。
止用ガラス34と貼り合わされるときの断面状態を模式
的に示したものである。図10に示されるように、ガラ
ス基板31は支持部材37に真空吸着されており、この
真空吸着されたガラス基板31が、台(図示略)上に配
置されている封止用ガラス34上に降下して貼り合わせ
が行われる。このとき、ガラス基板31と封止用ガラス
34とのギャップGが所定の値となるように、ガラス基
板31が支持部材37によって適宜加圧される。こうし
てギャップGが所定の値とされたのちに接着剤35の硬
化処理が行われて、表示基板33が封止用ガラス34に
よって封止される。なお、この封止に際して、ガラス基
板31および封止用ガラス34が接着剤35と当接する
幅、すなわちシール線幅Wは、接着剤35の量と粘度、
およびギャップGや上記加圧圧力、加圧時間などによっ
て決定される。また、接着剤35には所定の径を有する
たとえば円筒状もしくは球状のスペーサ38が混入され
ており(図10中に模式的に図示)、このスペーサ38
をストッパとして上記加圧を行うことにより上記ギャッ
プGとして所定の値が得られるようになっている。
は、通常、樹脂製の接着剤が使用される。そして、その
場合の樹脂の材質は、表示基板33の種類や封止の目的
などに合わせて適切なものが選定される。また、これら
樹脂の中には、粘度が調整できないものもある。
用いられる表示基板、すなわち上記素子層32にEL素
子が形成された表示基板33などにおいては、EL素子
の特性として耐熱性が低く、また水分による劣化が顕著
であるため、水分の透過性が低く、しかも硬化時に加熱
を要しない紫外線硬化性エポキシ樹脂が上記接着剤35
として使用される。この紫外線硬化性エポキシ樹脂は、
溶剤による希釈がなされないため一般に粘度が高く、し
たがって希釈によって使用しやすい粘度に調整すること
もできない。また、この紫外線硬化性エポキシ樹脂の成
分を変更してその粘度を調整すると、水分の透過性が低
いという同樹脂の特性を維持することが困難になる。
て使用する場合には、前述のようにガラス基板31を封
止用ガラス34に貼り合わせる際に、両者の貼り合わせ
面により大きな圧力を加えてギャップGを所望の値に到
達させ、かつシール線幅Wを確保する必要がある。しか
し、この加圧圧力を急激に増大させると、粘度の高い接
着剤35がその加圧圧力の変化に追従して形状変化する
ことができず、封止用ガラス34の平面図である図11
に破線部として示すような貼り合わせ不良が発生するこ
とがある。
到達しない場合、図11に付記したA〜Cに対応して、
(A)封止される内部空間に残留する気体が抜け出すた
めのシールパスができる、(B)安定したシール線幅W
が得られない、(C)接着剤35が所定の封止位置から
ずれる、などの不都合が発生することがある。これらの
貼り合わせ不良は、形状不良となるばかりでなく、場合
によっては封止不良を起こす、また加圧された気体が内
部に残留する、あるいは水分の透過性を上昇させるな
ど、EL表示装置の表示用パネルとして、その品質や寿
命に少なからず悪影響を及ぼすことになる。
に限らず、たとえば液晶表示基板やプラズマ表示基板な
どであっても、それら基板が適宜の封止部材および粘度
の高い樹脂接着剤によって封止される表示用パネルにあ
っては、それら封止に際しての上記実情もおおむね共通
したものとなっている。
ものであり、その目的は、接着剤としてたとえ粘度の高
いものが用いられる場合であれ、封止部材および接着剤
による表示基板の封止を迅速かつ的確に行うことのでき
る表示用パネルの製造方法を提供することにある。
表示領域に表示用素子が形成された表示基板の素子面と
該素子面に対向して配置した封止部材とを前記表示領域
を囲繞する態様で塗布した接着剤を介して貼り合わせた
のち、この貼り合わせ面に圧力を加えるとともに前記接
着剤を硬化させる表示用パネルの製造方法であって、前
記封止部材と表示基板との貼り合わせ面に印加する圧力
をそれら封止部材と表示基板とのギャップが前記目標値
に到達するまで段階的に変化させることをその要旨とす
る。
載の表示用パネルの製造方法において、前記封止部材と
表示基板との貼り合わせ面に印加する圧力の段階的な変
化が、同印加する圧力を連続的に変化せしめる圧力変更
期間と、この増大した圧力を一定に保持する圧力保持期
間との複数回の繰り返しとして行われることをその要旨
とする。
載の表示用パネルの製造方法において、前記各圧力保持
期間は、相互に独立に設定されることをその要旨とす
る。また、請求項4記載の発明は、請求項2または3記
載の表示用パネルの製造方法において、前記圧力変更期
間での圧力変化量が、それら各圧力変更期間ごとに独立
に設定されることをその要旨とする。
載の表示用パネルの製造方法において、前記各圧力変更
期間での圧力変化量のうち、最後の圧力変更期間での圧
力変化量を他の圧力変更期間での圧力変化量よりも小さ
くすることをその要旨とする。
5のいずれかに記載の表示用パネルの製造方法におい
て、前記圧力変更期間の少なくとも一期間において、そ
の圧力変化速度が可変とされることをその要旨とする。
6のいずれかに記載の表示用パネルの製造方法におい
て、前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面に印加す
る圧力の段階的な変化が、前記圧力変更期間と前記圧力
保持期間との各3回の繰り返しとして行われることをそ
の要旨とする。
7のいずれかに記載の表示用パネルの製造方法におい
て、前記接着剤が、カチオン重合により硬化する紫外線
硬化性エポキシ樹脂であり、同接着剤の硬化を紫外線照
射によって行うことをその要旨とする。
載の表示用パネルの製造方法において、前記接着剤に対
する温度制御を併用することをその要旨とする。また、
請求項10記載の発明は、請求項9記載の表示用パネル
の製造方法において、前記温度制御として、少なくとも
前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面に対する圧力
の印加前に、前記接着剤を所定の温度に加熱する処理を
行うことをその要旨とする。
記載の表示用パネルの製造方法において、前記温度制御
として、前記接着剤を所定の温度に加熱しつつ、前記封
止部材と表示基板との貼り合わせ面に対する圧力の印加
を行うことをその要旨とする。
0または11記載の表示用パネルの製造方法において、
前記表示基板が、前記表示用素子としてエレクトロルミ
ネッセンス素子を有して形成され、前記所定の温度が、
前記エレクトロルミネッセンス素子としての素子特性に
影響を及ぼさない温度に設定されることをその要旨とす
る。
記載の表示用パネルの製造方法において、前記温度制御
として、前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面に対
する圧力の印加した状態に応じて前記接着剤に付与する
温度を可変とする制御を行うことをその要旨とする。
13記載の表示用パネルの製造方法において、前記表示
基板が、前記表示用素子としてエレクトロルミネッセン
ス素子を有して形成され、前記可変とされる前記接着剤
に付与する温度が、前記エレクトロルミネッセンス素子
としての素子特性に影響を及ぼさない温度の範囲で設定
されることをその要旨とする。
明にかかる表示用パネルの製造方法を、前記表示用素子
として有機EL素子を有して構成される表示基板を備え
る表示用パネルの製造方法に適用した第1の実施の形態
について、図1〜図3を使って説明する。なお、この第
1の実施の形態においても、基本的には先の図9および
図10に例示したように、ガラス基板上に素子層が形成
されてなる上記表示基板を封止用ガラスにて封止する
に、それら封止用ガラスと表示基板との貼り合わせ面に
同表示基板の表示領域を囲繞する態様であらかじめ接着
剤を塗布しておく。そして、それら封止用ガラスと表示
基板とを貼り合わせたのち、それら合わせ面に圧力を加
えて両者のギャップを目標値に到達させたうえで、上記
接着剤を硬化させる。
造方法によって表示用パネルを製造する装置の構成例を
示す模式図である。図1に示すように、表示基板3の一
構成であるガラス基板1の一方面には、薄膜形成プロセ
スによって有機EL素子等からなる素子層2が形成され
ている。なおここでも、複数の表示用パネルを一括製造
するために、たとえば前述の図9に示したように1枚の
ガラス基板1に複数の素子層2を一括形成し、表示基板
3についてもこれを同時に複数個生成する。そして、上
記ガラス基板1は、素子層2に対向して配置されている
封止部材である封止用ガラス4に貼り合わされる。この
封止用ガラス4には、表示基板3を囲繞するかたちで、
すなわち上記素子層2を封止する形状に沿って接着剤5
が塗布されている。なお、この接着剤5は、粘度の高い
紫外線硬化性樹脂、たとえばカチオン系紫外線硬化性エ
ポキシ樹脂からなる。このカチオン系紫外線硬化性エポ
キシ樹脂は、硬化時の収縮率が小さく、かつ水分透過性
が低い特性を有しており、有機EL素子等を封止する用
途に適している。また、封止用ガラス4においてその表
示基板3との対向面は、同表示基板3(厳密にはその素
子層2)の形状および配置に対応してエッチング等によ
って掘削されている。この封止用ガラス4の掘削部6
は、封止される表示基板3の特性を維持する吸湿剤など
を塗布するために設けられている。
おり、そのチャンバ20内部は外部につながったガス導
入口21aおよびガス排出口21bにより給排気される
窒素ガス(N2)で充満されている。この窒素ガスは、
有機EL素子が雰囲気中に存在する水分によって劣化し
ないようにその水分含有率を5ppm以下のものを使用
している。
1は、チャンバ20内部に設けられて位置制御および加
圧制御される支持部材7に真空吸着されている。なお図
1において、このガラス基板1を真空吸着するための装
置の図示は割愛してある。他方、封止用ガラス4は、チ
ャンバ20の底面に固定された石英ガラス11上に配置
されている。そして、支持部材7を位置制御する装置2
4は、チャンバ20内部に備えられたCCDカメラ22
によって撮影される位置合わせマーク(図示略)などの
画像に基づき支持部材7ともどもガラス基板1をその水
平方向に移動させて、対向する封止用ガラス4との相対
位置を決定する。この位置決めが完了すると、支持部材
7を加圧制御する装置25は、この支持部材7ともども
ガラス基板1を封止用ガラス4上に矢印方向に押圧し、
両者の貼り合わせ面に圧力を印加する。なお、この加圧
制御する装置25は、上記押圧に際して、その加圧圧力
をモニタする機能も有しており、同圧力をモニタしつ
つ、その加圧圧力を任意に制御可能となっている。ま
た、この図1に示す製造装置において、符号23は、石
英ガラス11および封止用ガラス4を介して上記カチオ
ン系紫外線硬化性エポキシ樹脂からなる接着剤5に紫外
線を照射することによりこれを硬化させる紫外線光源で
ある。
置の表示用パネルを製造する本実施の形態の製造方法に
ついて詳述する。図2は、上記支持部材7を加圧制御す
る装置25による圧力の印加パターン例を示したタイム
チャートである。
7を位置制御する装置24を通じてガラス基板1と封止
用ガラス4との相対位置を決定したのち、この図2に示
される圧力印加パターンにしたがって、それらガラス基
板1と封止用ガラス4との貼り合わせ面に圧力を印加す
る。
(イ)〜(ハ)に示す態様での圧力印加が行われる。 (イ)一定の速さで圧力を変化(増大)させる圧力変更
期間(図2の期間T1、T3、およびT5)と、それら
変化(増大)させた圧力を一定の圧力に保持する圧力保
持期間(図2の期間T2、T4、およびT6)とを繰り
返して、目標とする圧力および目標とするギャップに到
達させる。
よびT6は、時間的にあとの期間の方が長くなるように
期間設定される。すなわち、それら期間T2、T4、お
よびT6には以下の関係が成立している。 T2 < T4 < T6 (ハ)最後の圧力変更期間T5における圧力の変化量
(増大量)δP5は、それ以前の圧力変更期間T1およ
びT3におけるそれぞれの圧力の変化量(増大量)δP
1およびδP3よりも小さく設定される。すなわち、そ
れら圧力変化量δP1、δP3、およびδP5には以下
の関係が成立している。 δP1 > δP5 δP3 > δP5 こうして、ガラス基板1と封止用ガラス4との貼り合わ
せ面に所定のパターンの圧力が印加されることで、少な
くとも上記圧力保持期間T6には、接着剤5に混入され
ているスペーサ(図10参照)がストッパとなってギャ
ップGが目標値に到達する。このときのギャップGの値
は約5μmである。封止部分における水分の透過を抑制
するためにも、このギャップGの値は5μm±1μmと
することが望ましい。さらに、5μm±0.3μmとす
ることがより望ましい。そして、その後の期間T7にお
いてもその圧力を継続して印加しつつ、時刻t6に上記
紫外線光源23を点灯して紫外線を上記貼り合わせ面に
照射する。この紫外線の照射は、実際には図示しない赤
外線カットフィルタを通して、上記期間T7にわたっ
て、すなわち時刻t7まで行われる。
断面形状が直径約300μmの半円状であり、またガラ
ス基板1の寸法が300mm×400mmであって、上
記封止後はそれを切断して9枚〜96枚の表示基板3を
得ようとする場合、上記圧力保持期間T2、T4、およ
びT6において貼り合わせ面に印加されている圧力は、
図2に示されるように、それぞれ0.2kgw/c
m2、0.4kgw/cm2、および0.5kgw/cm
2である。また、上記圧力印加パターンの各期間は、期
間T1から期間T6まで順に5秒、5秒、10秒、10
秒、5秒、および15秒に設定されている。すなわち、
圧力保持期間T2、T4、およびT6の比は1:2:3
に設定されている。そして、接着剤5による封止部分の
ギャップGと上記シール線幅W(図10参照)とを均一
にしてその封止品質を確保するためには、上記各圧力の
値に対しては±20%以内の範囲、また上記各期間に対
しては±50%以内の範囲でそれら各値を設定すること
が望ましいことが発明者等によって確認されている。ま
た、紫外線の照射期間T7については、たとえば紫外線
照度約100mW/cm2の場合、これを60秒に設定
することで、接着剤5の十分な硬化が得られることが確
認されている。
1cm2あたりに印加される力を重量kgで表した値、
すなわち[kgw/cm2]にて表記したが、これらは
各値に定数98066.5を乗じることによりSI単位
系に基づく圧力単位であるパスカル[Pa]に変換され
る。たとえば、0.2kgw/cm2は19.6kPa
に、0.4kgw/cm2は39.2kPaに、また
0.5kgw/cm2は49.0kPaに変換される。
に、ガラス基板1および封止用ガラス4間に段階的に圧
力を印加したのち接着剤5を硬化させるため、同接着剤
5によるガラス基板1および封止用ガラス4の封止部分
において、より均一なギャップGおよびシール線幅Wが
得られるようになる。
こうした均一なギャップGおよびシール線幅Wが得られ
る理由を、図3を参照して説明する。図3は、封止部分
において接着剤5がガラス基板1および封止用ガラス4
により押圧される状況を模式的に示したものである。図
3に示されるように、塗布直後の断面形状が略半円状を
なす接着剤5は、初期の段階では当接する上方のガラス
面との接触面積が小さい。このため、ガラス基板1に印
加される圧力が小さくてもこの接着剤5を容易に変形さ
せることができる(図2の期間T1参照)。しかし、こ
の封止部分が押圧されるにつれてギャップGが小さくな
ると、上方のガラス面との接触面積が大きくなり、より
大きな圧力が必要とされるようになる(図2の期間T
3、T5参照)。他方、粘度が高く弾力性を有する接着
剤5は、上記印加される圧力に対して一定の時間遅れを
もってゆっくりと変形する。そこで、印加する圧力を増
大させたのちに、その増大させた圧力を所定期間保持す
ることによって、接着剤5がその圧力変化に応じて変形
する時間を確保することができるようになる(図2の期
間T2、T4参照)。そののちに、次の段階の圧力に増
大されるため、接着剤5の形状変化はきわめて円滑なも
のとなり、おのずとギャップGとシール線幅Wとが均一
になるようになる。
これがギャップGの縮小にともなって加圧され、外部に
排出されようとする。そしてこのことが、先の図11に
例示した封止不良(A)を引き起こす要因ともなってい
る。しかし上記方法の場合、圧力保持期間(図2の期間
T2、T4、T6)を通じてこの内部に存在する気体が
外部に排出される時間が確保されるため、封止完了時に
は封止空間内部は加圧された気体が残留することがな
い。すなわち、上記封止不良(A)の発生等も好適に回
避される。
に塗布された接着剤5の断面形状が、塗布直後、略半円
状であるとしたが、この断面形状が円形など他の形状で
あっても、基本的には同様のことがいえる。
上記圧力保持期間をもつことなく、ゆっくりと連続的に
印加圧力を増大させて所定の圧力に到達させることも可
能ではあるが、この場合には表示用パネルの製造にきわ
めて長い時間を要することになる。
ルとして利用される表示基板3に形成される素子層2の
構成例を、以下に説明する。図12は、表示装置の表示
単位(画素)となるEL素子おのおのに対して、能動素
子である薄膜トランジスタ(TFT)を付加したアクテ
ィブマトリクス型のEL表示パネルの構成について、そ
の画素1つの周辺部を拡大して示す平面図である。
により発光する性質を利用した表示装置であり、表示基
板にはスイッチング用TFTを駆動するためのゲート信
号線と各画素を表示させるための信号線とが縦横のマト
リクス状に形成される。
ルにおいては、上記信号線としてゲート信号線51とド
レイン信号線52とが形成されている。そして、それら
の交差部に対応して画素となる有機EL素子60が形成
されている。なお、このEL表示パネルにおいては、フ
ルカラー表示を実現するために発光色の異なる3種の有
機EL素子60R、60G、および60Bが1つの繰り
返し単位として形成されている。そして、これら3つが
1組となって任意の色を発色するフルカラー表示装置と
しての1つの表示単位をなしている。
1によりスイッチングを行うTFT70が形成されてお
り、TFT70が「オン」になるとドレイン信号線52
の信号がソース71Sに接続されて容量電極55に印加
される。この容量電極55は、EL素子駆動用のTFT
80のゲート81に接続されている。また、TFT80
のソース83Sは有機EL素子60の陽極61に接続さ
れ、ドレイン83Dは有機EL素子60に電流を供給す
る電流源となる駆動電源線53に接続されている。
して、ゲート信号線51と平行に保持容量電極線54が
形成されている。この保持容量電極線54はクロム(C
r)等の金属からなり、絶縁膜を介して上記容量電極5
5との間で電荷を蓄積して容量素子を構成している。こ
の保持容量は、TFT80のゲート電極81に印加され
る電圧を保持するために設けられる。
を示すものであり、図13(a)はD−D線に沿った断
面図、図13(b)はE−E線に沿った断面図である。
図13に示したように、上記有機EL表示パネルにおけ
る表示基板の素子層は、ガラスや合成樹脂、または導体
あるいは半導体基板等の基板90上に、TFTおよび有
機EL素子60を順次積層して形成される。
T70の形成について説明する。図13(a)に示した
ように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁
性基板90上に、非晶質シリコン膜にレーザを照射して
多結晶化した多結晶シリコン膜からなる能動層73を形
成する。この能動層73にはいわゆるLDD(Lightly
Doped Drain )構造が設けられている。すなわち、チャ
ネルの両側に低濃度領域73LDとその外側に高濃度領
域のソース73Sおよびドレイン73Dが設けられてい
る。その上にゲート絶縁膜92、Cr、およびモリブデ
ン(Mo)などの高融点金属からなるゲート信号線51
の一部をなすゲート電極71を形成する。このとき同時
に、保持容量電極54を形成する。続いて、ゲート絶縁
膜92上の全面にシリコン酸化膜(SiO2膜)および
シリコン窒化膜(SiN膜)の順に積層された層間絶縁
膜95を設け、ドレイン73Dに対応して設けたコンタ
クトホールにアルミニウム(Al)等の金属を充填する
とともに、ドレイン信号線52とその一部であるドレイ
ン電極96を設ける。さらにこの膜面の上に、たとえば
有機樹脂からなり、表面を平坦にする平坦化絶縁膜97
を設ける。
FT80の形成について説明する。図13(b)に示し
たように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶
縁性基板90上に、先のTFT70の能動層73の形成
と同時に、多結晶シリコン膜からなる能動層83を形成
する。その能動層83には、ゲート電極81下方に真性
または実質的に真性であるチャネル83Cと、このチャ
ネル83Cの両側にp型不純物のイオンドーピングを施
してソース83Sおよびドレイン83Dを設けて、p型
チャネルTFTを構成する。その能動層83の上にゲー
ト絶縁膜92、およびCr、Moなどの高融点金属から
なるゲート電極81を設ける。このゲート電極81は、
上述のようにTFT70のソース73Sに接続される。
そして、ゲート絶縁膜92およびゲート電極81上の全
面には、SiO2膜、SiN膜、およびSiO2膜の順に
積層された層間絶縁膜95を形成し、ドレイン83Dに
対応して設けたコンタクトホールにAl等の金属を充填
するとともに、駆動電源線53を形成する。さらにこの
膜面の上に、たとえば有機樹脂からなり、表面を平坦に
する平坦化絶縁膜97を形成する。そして、この平坦化
絶縁膜97にソース83Sと接続するためのコンタクト
ホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース
83Sと接続される透明電極61を平坦化絶縁膜97上
に形成する。この透明電極61は、有機EL素子60の
陽極をなすものであり、この上に積層される有機EL素
子60から放出される光を基板90側へ透過させる。こ
の透明電極としては、インジウムとスズとの酸化物であ
る「ITO」(Indium TinOxide)などが用いられる。
に発光素子層66とAlからなる陰極67とがこの順に
積層形成されて構成されている。そして、発光素子層6
6はさらに4層構造をなしており、各層は陽極61の上
層に、以下に示す順に積層形成されている。
用。 赤色…ホスト材料「Alq3」に「DCJTB」をドー
プしたもの。
marin 6」をドープしたもの。 青色…ホスト材料「BAlq」に「Perylene」
をドープしたもの。
のとおりである。
l)-N,N'-diphenyl-benzidine。 ・「Alq3」…Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminu
m。 ・「DCJTB」…(2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,
3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H,5H-benzo[i
j]quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)prop
anedinitrile。
thiazolyl)-7-(diethylamino)coumarin。 ・「BAlq」…(1,1'-Bisphenyl-4-Olato)bis(2-meth
yl-8-quinolinplate-N1,08)Aluminum。
4、電子注入層65、および陰極67は、図12に示し
た各画素に対応する有機EL素子60に共通に形成され
ている。発光層63は、陽極61に対応して島状に形成
されている。また、陽極61の周辺には絶縁膜68(破
線で示す領域の外側)を形成する。これは、陽極61の
厚みによる段差に起因した発光層63の断切れによって
生じる陰極67と陽極61との短絡を防止するために設
けられる。
素は、上記TFT70および80により駆動されると、
陽極61から注入されたホールと陰極67から注入され
た電子とが発光層66の内部で再結合して発光する。
して上記材料を採用した場合、それら各層に特性劣化を
与えることなく素子層2に印加できる温度は95℃以下
とするのが望ましい。
態にかかる表示用パネルの製造方法によれば、以下のよ
うな効果を得ることができるようになる。 (1)ガラス基板1と封止用ガラス4とを接着剤5によ
り貼り合わせる際に、両者の貼り合わせ面を押圧する圧
力の印加パターンを、圧力変更期間とそれに続く圧力保
持期間との繰り返しパターンとして設定した。これによ
り、粘度の高い接着剤5が押圧された圧力に追従して変
形する時間を好適に確保することができ、ひいてはより
短い時間でその封止部分のギャップGおよびシール線幅
Wを均一なものとすることができるようになる。
して、封止される空間内に存在する気体が外部に排出さ
れる時間を上記圧力保持時間に確保することができる。
このため、封止空間内部に加圧された気体が残留するこ
とがなくなる。
シール線幅Wの均一な封止部分は信頼性の高いものであ
り、表示用パネルとしての所定の特性を長期にわたり維
持することができるようにもなる。
い窒素ガス雰囲気中で行うことにより、上記封止空間内
部に残留する水分を最小限に抑制することができるよう
になる。
る表示用パネルの製造方法を、同じく有機EL素子を有
して構成される表示基板を備える表示用パネルの製造方
法に適用した第2の実施の形態について、上記第1の実
施の形態と異なる部分を中心に図4〜図6を使って説明
する。
止に際しては先の第1の実施の形態に示した接着剤と同
じものが用いられる。そしてその粘度は、図4に示され
るように温度の上昇とともに急激に低下することが確認
されている。通常この封止が行われるクリーンルームの
標準的な温度は約25℃であり、そのときの接着剤の粘
度は、同図4からも明らかなように100000mPa
・秒を超える高い値となっている。そしてこのことが、
前記表示基板の封止を迅速かつ的確に行ううえでの障害
の1つとなっている。
は、この封止を前記窒素ガスの適切な温度制御のもとに
行う。その設定温度としては、高く設定しすぎると前記
表示基板3に形成されている有機EL素子の特性劣化を
招くばかりでなく、前記接着剤5の粘度が低くなりすぎ
てこれが貼り合わせ面から流出してしまう懸念がある。
このため、表示基板3を所望の態様で封止するために
は、前記印加する圧力との関係を考慮して、チャンバ2
0内の温度、すなわち窒素ガスの温度を適切な温度範囲
に設定することが望ましい。
かる製造方法によって表示用パネルを製造する装置につ
いてその構成例を示す模式図である。図5に示されるよ
うに、この第2の実施の形態においては、表示基板3の
封止を行う際に、チャンバ20に充満させる窒素ガスの
温度を温度調節器24によってさらに制御できるように
している。これにより接着剤5の温度も併せて制御する
ことが可能となる。
る窒素ガスの温度を35℃に設定して、チャンバ20内
部の接着剤5を含む各部材が同温度に到達したのちに、
ガラス基板1を封止用ガラス4に貼り合わせるときの、
貼り合わせ面への圧力の印加パターン例を示したもので
ある。なお、この窒素ガスの温度は、貼り合わせ面の押
圧に適した接着剤5の粘度に基づいて決定したものであ
る。
形態においては、上記貼り合わせ面に対する圧力印加パ
ターンが、先の(イ)〜(ハ)に対応して、それぞれ次
のようになっている。
させる圧力変更期間(図5の期間T1’、T3’、およ
びT5’)と、それら変化(増大)させた圧力を一定の
圧力に保持する圧力保持期間(図5の期間T2’、T
4’、およびT6’)とを繰り返して、目標とする圧力
および目標とするギャップに到達させる。
4’、およびT6’は、すべて等しく設定される。すな
わち、それら期間T2’、T4’、およびT6’には以
下の関係が成立している。 T2’ = T4’ = T6’ (ハ’)最後の圧力変更期間T5’における圧力の変化
量(増大量)δP5’は、それ以前の圧力変更期間T
1’およびT3’におけるそれぞれの圧力の変化量(増
大量)δP1’およびδP3’よりも小さく設定され
る。すなわち、それら圧力変化量δP1’、δP3’、
δP5’には以下の関係が成立している。 δP1’ > δP5’ δP3’ > δP5’ こうして、ガラス基板1と封止用ガラス4との貼り合わ
せ面に所定のパターンの圧力が印加されることで、少な
くとも上記圧力保持期間T6’には、接着剤5に混入さ
れているスペーサ(図10参照)がストッパとなってギ
ャップGが目標値に到達する。このときのギャップGの
値は、先の第1の実施の形態に示した値と同じであり、
約5μmである。そして、その後の期間T7’において
もその圧力を継続して印加しつつ、時刻t6’に上記紫
外線光源23を点灯して紫外線を上記貼り合わせ面に照
射する。この紫外線の照射も、先の第1の実施の形態に
て説明したように、実際には図示しない赤外線カットフ
ィルタを通して、上記期間T7’にわたって、すなわち
時刻t7’まで行われる。
吐出口の断面形状が直径約300μmの半円状であり、
またガラス基板1の寸法が300mm×400mmであ
って、上記封止後はそれを切断して9枚〜96枚の表示
基板3を得ようとする場合、上記圧力保持期間T2’、
T4’、およびT6’において貼り合わせ面に印加され
ている圧力は、図6に示されるように、それぞれ0.2
kgw/cm2、0.4kgw/cm2、および0.5k
gw/cm2である。これら圧力の各設定値を、先の第
1の実施の形態にて示した値と等しくしているのは、ギ
ャップGが目標値に到達するのをより確実にするためで
ある。また、上記圧力印加パターンの各期間は、期間T
1’から期間T6’まで順に5秒、5秒、10秒、10
秒、5秒、および15秒に設定されている。すなわち、
圧力保持期間T2’、T4’、およびT6’の比は1:
1:1に設定されている。そしてこの場合も、接着剤5
による封止部分のギャップGと上記シール線幅W(図1
0参照)とを均一にしてその封止品質を確保するために
は、上記各圧力の値に対しては±20%以内の範囲、ま
た上記各期間に対しては±50%以内の範囲でそれら各
値を設定することが望ましいことが発明者等によって確
認されている。また、紫外線の照射期間T7’について
も、先の第1の実施の形態と同様に紫外線照度約100
mW/cm2の場合、これを60秒に設定することで、
接着剤5の十分な硬化が得られることが確認されてい
る。これらも、先の第1の実施の形態において説明した
とおりである。
に説明した方法でSI単位系の圧力単位であるパスカル
[Pa]への変換を行うことができる。また、この第2
の実施の形態においても、先の第1の実施の形態におい
て説明した構成の有機EL素子層を表示基板に形成し、
これにより有機EL表示パネルを構成することができ
る。
態にかかる表示用パネルの製造方法によれば、先の第1
の実施の形態によって得られる効果に加えてさらに以下
の効果が得られるようになる。
5にて封止用ガラス4に封止する際に、温度制御を通じ
て同接着剤5の粘度を適切に制御することができるた
め、上記圧力保持期間の関係を T2’ < T4’ < T6’ とする必要がなくなる。したがって、先の第1の実施の
形態よりもさらに短時間で上記表示基板3の封止を完了
することができるようになる。
とで、表示基板3に形成されている有機EL素子の特性
劣化を招くことがない。 (その他の実施の形態)なお、上記各実施の形態は以下
のように変更して実施してもよい。
力保持期間T6、T6’をガラス基板1と封止用ガラス
4との貼り合わせ面間のギャップGが所定の値(目標
値)に到達するまでの時間として設定したが、必ずしも
これに限定されるものではない。たとえば、ギャップG
を監視するセンサ等をさらに備えて、そのセンサ等から
のギャップGのフィードバック値に基づいて接着剤5の
硬化処理を開始してもよい。これにより、ギャップGが
目標値になったのちにただちに接着剤5を硬化させるこ
とができるため、上記封止にかかる時間をさらに短縮す
ることができるようになる。そしてさらには、接着剤5
を硬化させる処理は、必ずしもギャップGが目標値に到
達したのちでなくてもよく、硬化処理中にギャップGが
目標値に到達することを見越した設定としてもよい。
板1と封止用ガラス4との貼り合わせ面に印加する圧力
の印加パターンについてそれぞれその一例を示したが、
必ずしもそれらパターンに限定されるものではない。た
とえば、第1の実施の形態においても上記圧力保持期間
を等しく定めたり、逆に第2の実施の形態においても圧
力保持期間を1:2:3などのように独立に設定した
り、あるいは上記圧力変更期間と圧力保持期間とを2
回、または4回以上繰り返すなどの圧力印加パターンと
してもよい。また、最後の圧力変更期間での圧力変化量
(増大量)についても、これを必ずしもそれ以前の圧力
変更期間での圧力変化量(増大量)よりも小さくする必
要はない。また、上記圧力変更期間における圧力変化速
度を一定にする必要もない。すなわち、圧力変更期間の
少なくとも一期間において、その圧力変化速度を積極的
に可変としてもよい。さらに、上記印加圧力を目標値に
到達させる際に、必ずしも同圧力を単調に増大させる必
要はなく、場合によっては同圧力を減少させる期間が存
在してもよい。要は、ガラス基板1と封止用ガラス4と
の貼り合わせ面を押圧する圧力の段階的な印加に基づい
て同ガラス基板1と封止用ガラス4とのギャップGおよ
びシール線幅Wが均一かつ安定的に得られさえすればよ
い。
期間を設けることで接着剤5が押圧圧力に追従して変形
する期間を確保したが、必ずしもこれに限定されるもの
ではない。接着剤5が変形する期間、ガラス基板1(支
持部材7)の移動を停止するようにしてもよい。
板1と封止用ガラス4との貼り合わせに使用する接着剤
5は紫外線硬化性の樹脂としたが、必ずしもこれに限定
されるものではない。接着剤5としては、たとえば熱硬
化性の樹脂でも、また他の手段により硬化される接着剤
であってもよい。上記貼り合わせ面を確実に貼り合わせ
て表示基板3を的確に封止することができさえすれば、
どのような接着剤であってもよい。
20の内部に充満させる気体として窒素ガスを用いる場
合について例示したが、必ずしもこれに限定されるもの
ではない。水分の含有率が低く表示基板3に対して悪影
響を及ぼすことのない不活性の気体であれば、どのよう
な気体をもこの窒素ガスに代わる気体として用いること
ができる。
素子が形成された表示基板3を封止する場合について例
示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。発
光用素子として無機EL素子が形成された表示基板であ
ってもよいし、また、たとえば液晶表示基板やプラズマ
表示基板であっても、その封止に本発明を適用すること
はできる。また、表示用素子の形成面となる基板の材質
は、上記各実施の形態において例示したガラス基板1の
ように、ガラスに限らず、たとえば紫外線等を透過する
適宜の透明な樹脂基板であってもよい。
3を封止する封止部材として封止用ガラス4を用いる場
合について例示したが、必ずしもこれに限定されるもの
ではない。たとえば、金属のケース(メタルカン)など
で表示基板3を封止してもよい。その場合でも、それら
封止部材に合った適切な接着剤を選択するようにすれば
よい。
3に形成する素子層2の構成について例示したが、必ず
しもこの構成に限定されるものではなく、どのような構
成にて素子層を形成してもよい。
封止を行う温度を35℃に設定する場合について例示し
たが、必ずしもこの温度に限定されるものではない。上
記封止を行う温度としては、表示基板3に形成されてい
る有機EL素子に特性劣化を与えず、かつ接着剤5が適
度な粘度となる27℃〜55℃の範囲に設定すればよ
く、また29℃〜40℃の範囲に設定するのがより好ま
しい。さらに、封止部分におけるギャップGおよびシー
ル線幅Wが均一にかつ安定的に得られ、またこの封止を
完了させる時間の短縮を図るためには、上記設定温度は
32℃〜38℃の範囲に設定するのがもっとも好まし
い。なお、上記第1の実施の形態にて示した物質を採用
してこの第2の実施の形態の有機EL素子60を構成す
る場合には、それら各層に特性劣化を与えることなく設
定可能な上記封止温度は95℃以下とするのが望まし
い。
5の粘度を低くするための温度制御は、チャンバ20内
に充満させる窒素ガスの温度を制御することによって行
う例にて説明したが、必ずしもこれに限定されるもので
はない。たとえば、図7および図8にそれぞれ示すよう
に、ヒータや赤外線などを利用して接着剤5を局所的に
加熱するようにしてもよい。これにより、有機EL素子
を加熱することによる特性劣化を最小限に抑制すること
ができるようになる。ちなみに、図7の例においては、
封止用ガラス4上において接着剤5が塗布されている部
位下方の石英ガラス11a内にヒータ27を埋設するよ
うにしている。この場合、石英ガラス11a内部に埋設
するのは上記ヒータ27に代えてヒートパイプなど他の
熱源であってもよい。また、図8の例においては、赤外
線光源28から照射された赤外線が赤外線照射マスク2
9を通って接着剤5のみに照射されるようにしている。
こうした製造方法によれば、いずれも接着剤5を局所的
に加熱することができるため、有機EL素子の温度上昇
を最小限に抑制して有機EL表示装置としての品質を確
保しつつ、その表示用パネルの製造時間を短縮すること
ができるようになる。
は、上記封止を行う温度を一定値に制御する場合につい
て例示したが、必ずしもこの制御方法に限定されるもの
ではない。同封止に用いられる接着剤5の粘度が、その
封止のために適したものとなるようにその温度を積極的
に変化させても、上記第2の実施の形態において得られ
る効果と同等の効果を得ることができるようになる。こ
の場合であれ、たとえばEL素子などの表示用素子の特
性に影響を及ぼさない範囲内で温度を制御することが望
ましい。
によれば、前記印加する圧力の段階的変化に応じて前記
ギャップに塗布される前記接着剤の形状も段階的に変化
するようになる。これにより、前記封止部材と表示基板
とにより封止される内部空間に存在する気体が排出され
る期間が確保され、上記接着剤が粘度の高いものであっ
ても上記圧力を円滑に印加することができるようにな
る。したがって、上記ギャップ距離、ひいては上記貼り
合わせ面を封止する接着剤の当接幅を均一なものとする
ことができ、確実で信頼性の高い表示基板の封止を迅速
に行えるようになる。
方法によれば、上記貼り合わせ面に印加する圧力の段階
的変化として、圧力を変化させる圧力変更期間とそれに
続いて一定の圧力を保持する圧力保持期間とが交互に繰
り返されるため、貼り合わせ面の加圧にともなって接着
剤がより円滑に追従して変形できるようになる。これに
より、上記表示基板の封止をより迅速かつ確実に行える
ようになる。
方法によれば、上記各圧力保持期間が相互に独立に設定
されるため、上記印加される圧力が増大するにつれて上
記接着剤が追従して変形する期間を長くするなど、接着
材の変形に適したかたちで自由度高く圧力の印加パター
ンを設定することができるようになる。
方法によれば、上記圧力変更期間での圧力変化量がそれ
ぞれ独立に設定されるため、より自由度の高い圧力の印
加パターンを設定することができ、用いられる接着剤に
応じてより的確な圧力を印加することができるようにな
る。
方法によれば、最後の圧力変更期間での圧力変化量を他
の圧力変更期間での圧力変化量よりも小さくするため、
それに対応した接着剤の形状変化量も小さくすることが
できる。したがって、貼り合わせ面への印加圧力が目標
値に到達したときには、そのギャップ距離は目標値にき
わめて近い値で安定したものとなる。
方法によれば、上記圧力変更期間の少なくとも一期間に
おいてその圧力変化速度が可変とされるため、より自由
度の高い圧力の印加パターンを設定することができ、用
いられる接着剤に応じてより的確な圧力を印加すること
ができるようになる。
方法によれば、上記圧力変更期間と圧力保持期間とを交
互に3回繰り返すことにより、貼り合わせ面に簡素な圧
力の印加パターンにより上記貼り合わせ面への印加圧力
を迅速に目標値に到達させることができるようになる。
方法によれば、上記接着剤を紫外線照射によるカチオン
重合を利用して硬化させるため、上記表示基板を加熱す
ることなく、また水分を発生させることなく封止するこ
とができる。そのため、その表示基板が耐熱性の低い表
示用素子を有して構成されていても、また水分によって
劣化が促進される特性をもつ表示用素子を有して構成さ
れていても、これを劣化させることなく好適に封止する
ことができるようになる。
方法によれば、貼り合わせ面に印加する圧力の印加パタ
ーンに加えて、そのときの接着剤の温度も併せて調整さ
れる。このため、温度により粘度が大きく変化する接着
剤にあっては、その温度を適切に制御することにより、
上記表示基板を封止する際に同接着剤を適切な粘度にお
いて塗布することができるようになる。これにより、上
記表示基板の封止をより短時間で行うことができるよう
になる。
造方法によれば、少なくとも上記貼り合わせ面に対する
圧力の印加前に上記接着剤を所定の温度に加熱するた
め、上記表示基板の封止をさらに短時間で行うことがで
きるようになる。
造方法によれば、上記接着剤の温度を所定の温度に制御
しつつ、上記貼り合わせ面に対する圧力の印加を行うた
め、より迅速かつ円滑に上記表示基板の封止を行うこと
ができるようになる。
造方法によれば、上記表示用素子としてEL素子を有し
て形成され、上記所定の温度が同EL素子としての素子
特性に影響を及ぼさない温度に設定される。このため、
耐熱性の低いEL素子を利用した表示用パネルにあって
も、上記表示基板の封止を高温にすることなく好適に行
うことができるようになる。
造方法によれば、上記貼り合わせ面に対する圧力の印加
態様に応じて上記接着剤に付与する温度を可変とするた
め、上記封止に用いられる接着剤に対応してより自由度
の高い温度制御を行うことができるようになる。
製造方法によれば、表示用素子としてEL素子を有して
形成され、上記接着剤に付与する温度が同EL素子とし
ての素子特性に影響を及ぼさない温度に設定される。こ
のため、耐熱性の低いEL素子を利用した表示用パネル
にあっても、上記表示基板の封止を高温にすることなく
好適に行うことができるようになる。
の実施の形態についてこれを実施するための装置構成例
を示す説明図。
ガラスとの貼り合わせ面を押圧する圧力の印加パターン
例を示すタイムチャート。
図。
性エポキシ樹脂の粘度と温度との関係を示すグラフ。
の実施の形態についてこれを実施するための装置構成例
を示す説明図。
ガラスとの貼り合わせ面を押圧する圧力の印加パターン
例を示すタイムチャート。
施するための装置構成例を示す説明図。
施するための装置構成例を示す説明図。
板上に形成された複数の表示基板の封止用ガラスによる
封止態様を示す説明図。
せたときの断面状態を模式的に拡大して示す断面図。
良の例を示す平面図。
す平面図。
す断面図。
用ガラス、5…接着剤、6…掘削部、7…支持部材、1
1、11a…石英ガラス、20…チャンバ、21a…ガ
ス導入口、21b…ガス排出口、22…CCDカメラ、
23…紫外線光源、24…温度調節器、25…赤外線光
源、26…赤外線照射マスク、27…ヒータ、38…ス
ペーサ、39…位置合わせマーク。
Claims (14)
- 【請求項1】表示領域に表示用素子が形成された表示基
板の素子面と該素子面に対向して配置した封止部材とを
前記表示領域を囲繞する態様で塗布した接着剤を介して
貼り合わせたのち、この貼り合わせ面に圧力を加えると
ともに前記接着剤を硬化させる表示用パネルの製造方法
であって、 前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面に印加する圧
力をそれら封止部材と表示基板とのギャップが前記目標
値に到達するまで段階的に変化させることを特徴とする
表示用パネルの製造方法。 - 【請求項2】前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面
に印加する圧力の段階的な変化が、同印加する圧力を連
続的に変化せしめる圧力変更期間と、この増大した圧力
を一定に保持する圧力保持期間との複数回の繰り返しと
して行われることを特徴とする請求項1記載の表示用パ
ネルの製造方法。 - 【請求項3】前記各圧力保持期間は、相互に独立に設定
されることを特徴とする請求項2記載の表示用パネルの
製造方法。 - 【請求項4】前記圧力変更期間での圧力変化量が、それ
ら各圧力変更期間ごとに独立に設定されることを特徴と
する請求項2または3記載の表示用パネルの製造方法。 - 【請求項5】前記各圧力変更期間での圧力変化量のう
ち、最後の圧力変更期間での圧力変化量を他の圧力変更
期間での圧力変化量よりも小さくすることを特徴とする
請求項4記載の表示用パネルの製造方法。 - 【請求項6】前記圧力変更期間の少なくとも一期間にお
いて、その圧力変化速度が可変とされることを特徴とす
る請求項2〜5のいずれかに記載の表示用パネルの製造
方法。 - 【請求項7】前記封止部材と表示基板との貼り合わせ面
に印加する圧力の段階的な変化が、前記圧力変更期間と
前記圧力保持期間との各3回の繰り返しとして行われる
ことを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載の表示
用パネルの製造方法。 - 【請求項8】前記接着剤が、カチオン重合により硬化す
る紫外線硬化性エポキシ樹脂であり、同接着剤の硬化を
紫外線照射によって行うことを特徴とする請求項1〜7
のいずれかに記載の表示用パネルの製造方法。 - 【請求項9】前記接着剤に対する温度制御を併用するこ
とを特徴とする請求項8記載の表示用パネルの製造方
法。 - 【請求項10】前記温度制御として、少なくとも前記封
止部材と表示基板との貼り合わせ面に対する圧力の印加
前に、前記接着剤を所定の温度に加熱する処理を行うこ
とを特徴とする請求項9記載の表示用パネルの製造方
法。 - 【請求項11】前記温度制御として、前記接着剤を所定
の温度に加熱しつつ、前記封止部材と表示基板との貼り
合わせ面に対する圧力の印加を行うことを特徴とする請
求項9記載の表示用パネルの製造方法。 - 【請求項12】前記表示基板が、前記表示用素子として
エレクトロルミネッセンス素子を有して形成され、前記
所定の温度が、前記エレクトロルミネッセンス素子とし
ての素子特性に影響を及ぼさない温度に設定されること
を特徴とする請求項10または11記載の表示用パネル
の製造方法。 - 【請求項13】前記温度制御として、前記封止部材と表
示基板との貼り合わせ面に対する圧力の印加した状態に
応じて前記接着剤に付与する温度を可変とする制御を行
うことを特徴とする請求項9記載の表示用パネルの製造
方法。 - 【請求項14】前記表示基板が、前記表示用素子として
エレクトロルミネッセンス素子を有して形成され、前記
可変とされる前記接着剤に付与する温度が、前記エレク
トロルミネッセンス素子としての素子特性に影響を及ぼ
さない温度の範囲で設定されることを特徴とする請求項
13記載の表示用パネルの製造方法。
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