JP2015079587A - Sealing apparatus, sealing method, and functional material device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光機能材料、光電変換機能材料、導電機能材料などの機能材料の薄膜層を備えた三次元形状の成形基板上に封止基板を面接着できるようにする封止装置、封止方法およびこの封止方法により成形された機能材料デバイスに関するものである。 The present invention relates to a sealing device that enables a sealing substrate to be surface-bonded onto a molded substrate having a three-dimensional shape including a thin film layer of a functional material such as a light emitting functional material, a photoelectric conversion functional material, and a conductive functional material. The present invention relates to a method and a functional material device formed by the sealing method.
近年、機能材料の薄膜層を成形基板に形成し、これを封止した機能材料デバイスとして、例えば有機ELディスプレイ、有機EL発光パネル、色素増感太陽電池あるいは有機薄膜太陽電池などの開発が著しく、特に有機ELディスプレイにおいては、液晶ディスプレイのように見る方向によって階調が変わってしまうという現象がなく、また、コントラストの低下も低く視野角は180度に限りなく近いという特徴がある。また、有機EL発光パネルは、有機化合物中に注入された電子と正孔の再結合によって生じた励起子によって発光するもので、LED照明と同様に次世代照明技術として期待され、また、薄膜太陽電池の小型軽量化が期待されている。 In recent years, a thin film layer of a functional material is formed on a molded substrate, and as a functional material device encapsulating this, development of, for example, an organic EL display, an organic EL light emitting panel, a dye-sensitized solar cell, or an organic thin film solar cell is remarkable. In particular, the organic EL display does not have the phenomenon that the gradation changes depending on the viewing direction as in a liquid crystal display, and has a feature that the contrast is low and the viewing angle is as close as 180 degrees. The organic EL light-emitting panel emits light by excitons generated by recombination of electrons and holes injected into an organic compound, and is expected as a next-generation lighting technology similar to LED lighting. The battery is expected to be smaller and lighter.
ところで、有機EL材料は、空気中の酸素や湿気による酸化反応や加水分解反応などの劣化反応を受けやすく、そのため発光寿命が短い欠点が指摘されている。したがって、有機EL材料の薄膜層からは空気を完全に排除し、合成樹脂基板を採用する場合は防湿バリア層を形成するようにしている。そこで、有機EL発光パネルを製造する場合に、有機EL材料の薄膜層に空気が残存しないように真空状態のチャンバー内において上下一対の基板を張り合わせる封止装置を本願の出願人は提案している(特許文献1、2参照)。
By the way, organic EL materials are susceptible to degradation reactions such as oxidation reaction and hydrolysis reaction due to oxygen and moisture in the air, and thus have a drawback of short emission life. Therefore, air is completely excluded from the thin film layer of the organic EL material, and a moisture barrier layer is formed when a synthetic resin substrate is employed. Therefore, when manufacturing an organic EL light emitting panel, the applicant of the present application proposes a sealing device for bonding a pair of upper and lower substrates in a vacuum chamber so that no air remains in the thin film layer of the organic EL material. (See
上記特許文献に開示した封止装置は、ガラス基板間に有機EL材料を封止するようにしたもので、基板間の接着は、紫外線硬化性のシール材に紫外線を照射して硬化させるようにしたものであり、かかる装置により、大型の有機EL発光パネルでも生産性を向上した自動生産が可能となっている。 The sealing device disclosed in the above patent document seals an organic EL material between glass substrates, and adhesion between the substrates is performed by irradiating an ultraviolet curable sealing material by irradiating ultraviolet rays. Such an apparatus enables automatic production with improved productivity even for a large organic EL light-emitting panel.
一方、有機EL発光パネルにおいては、上述したように空気による劣化反応が著しいことから、完全に空気を排除して成形完了後においても空気の進入がないようにしなければならない。また、基板間の密着度に誤差がある場合は、位置によって温度ムラや電流ムラが生じ、これによって輝度ムラが生じてしまう問題がある。 On the other hand, in the organic EL light emitting panel, since the deterioration reaction due to air is remarkable as described above, it is necessary to completely exclude air and prevent air from entering even after the molding is completed. Further, when there is an error in the degree of adhesion between the substrates, there is a problem that temperature unevenness or current unevenness occurs depending on the position, thereby causing brightness unevenness.
有機EL発光パネルはこのような問題を含むことから、大型化するとドット欠陥が生じて発光の均質化を向上できず歩留まりが悪化し、大型化・低価格化への対応が困難であった。また、ガラス基板を採用した場合は、ある程度の大型化は可能であるが、比例して重量が大きくなり、軽量化の妨げになることが問題となっている。 Since the organic EL light-emitting panel includes such a problem, when it is enlarged, dot defects are generated, the homogeneity of light emission cannot be improved, the yield is deteriorated, and it is difficult to cope with the increase in size and price. Further, when a glass substrate is employed, it is possible to increase the size to some extent, but there is a problem in that the weight increases proportionally and hinders weight reduction.
また、従来の機能材料薄膜層を形成した表示パネルあるいは発光パネルは、単に平坦なフラットパネルであり、三次元形状に成形するのは困難であった。これは、フラットパネルに成形したものを所望の形状、例えば、ドーム型あるいは側部を湾曲させたようなトレイ形状のパネルにするには、加熱を伴う加圧成形による後加工も考え得るが、成形基板と封止基板に加わる外力により、層間剥離が発生し輝度ムラ、あるいは成形部分に残る内部応力により安定した均一な形状を維持できないなどの問題が生じてしまうことになる。 Further, a display panel or a light emitting panel on which a conventional functional material thin film layer is formed is simply a flat panel, and it is difficult to form it into a three-dimensional shape. This can be thought of as post-processing by pressure molding with heating to form a flat panel into a desired shape, for example, a dome shape or a tray-shaped panel with curved sides, Due to the external force applied to the molded substrate and the sealing substrate, delamination occurs, causing problems such as uneven brightness, or the inability to maintain a stable and uniform shape due to internal stress remaining in the molded part.
ところが、表示パネルあるいは発光パネルは無機質な形状の単なるフラットパネルではなく、三次元形状のものが要求されるに至っている。これは、例えば発光パネルを成形した場合に、ドーム型であればより装飾性を向上することができ、剛性の向上も期待することができることにある。 However, a display panel or a light-emitting panel is not a simple flat panel having an inorganic shape, but has a three-dimensional shape. This is because, for example, when a light emitting panel is molded, if it is a dome shape, the decorativeness can be further improved, and an improvement in rigidity can be expected.
本発明はかかる要求に対応できるようにしたもので、合成樹脂製の成形基板を採用して機能材料薄膜層から空気を排除して封止した三次元形状の機能材料デバイスの製作が可能となるようにすることを目的とするものである。 The present invention has been made to meet such demands, and it is possible to manufacture a functional material device having a three-dimensional shape that is sealed by excluding air from the functional material thin film layer using a synthetic resin molded substrate. The purpose is to do so.
そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記の課題を解決するようにした。即ち、請求項1に記載の発明では、真空チャンバー内で機能材料薄膜層を備えた三次元形状の成形基板の表面を封止する封止装置であり、前記真空チャンバー内には前記成形基板を載置するための治具を固定したステージを備えるとともに、前記真空チャンバーの上面の開口部を覆う状態で配置される封止基板を保持する弾性シートを備えた保持ユニットおよび弾性ダイヤフラムを備えた封止ユニットを真空チャンバー上に上下動可能に配置する。
Therefore, the present invention solves the above problems by means described below. That is, the invention according to
請求項2に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、封止ユニットの内部に加熱手段を設けるようにする。 According to a second aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, a heating means is provided inside the sealing unit.
請求項3に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、真空チャンバーの治具の裏面に加熱手段を設けるようにする。 According to a third aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, a heating means is provided on the back surface of the vacuum chamber jig.
請求項4に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、封止ユニットの天板面に冷却手段を設けるようにする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, the cooling means is provided on the top plate surface of the sealing unit.
請求項5に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、真空チャンバーの治具の表面に静電チャックシートを備えるようにする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, an electrostatic chuck sheet is provided on the surface of the vacuum chamber jig.
請求項6に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、保持ユニットの弾性シートの裏面に静電チャックシートを備えるようにする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, an electrostatic chuck sheet is provided on the back surface of the elastic sheet of the holding unit.
請求項7に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、保持ユニットの弾性シートの裏面に粘着剤を塗布してあるようにする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, an adhesive is applied to the back surface of the elastic sheet of the holding unit.
請求項8に記載の発明では、上記請求項7に記載の封止装置において、粘着剤が導電性であるようにする。 According to an eighth aspect of the invention, in the sealing device according to the seventh aspect, the adhesive is made conductive.
請求項9に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、保持ユニットを前記封止ユニットに対し着脱可能となるようにする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, the holding unit can be attached to and detached from the sealing unit.
請求項10に記載の発明では、上記請求項1に記載の封止装置において、成形基板と封止基板のアライメント調整をするためのアライメントカメラを設けるようにする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the sealing device according to the first aspect, an alignment camera is provided for adjusting the alignment between the molded substrate and the sealing substrate.
請求項11に記載の発明では、真空チャンバー内で機能材料薄膜層を備えた三次元形状の成形基板の表面を封止する封止方法であり、前記真空チャンバーのステージの治具に前記成形基板を搬入し、該成形基板を前記治具上に保持する工程と、封止ユニットに配設した保持ユニット下に封止基板を搬入し、該封止基板を弾性シートで保持する工程と、前記工程により封止基板を保持した保持ユニットと封止ユニットを同時に降下して前記真空チャンバーとの間に気密状態を形成する工程と、前記真空チャンバー内の空気を排気して真空状態を形成する工程と、前記封止ユニット内に空気を供給して弾性ダイヤフラムとともに弾性シートを延展し、封止基板を成形基板に面接触させて押圧する工程、からなるようにする。
The invention according to
請求項12に記載の発明では、上記請求項11に記載の封止方法において、封止ユニットの加熱手段により封止基板を加熱する工程を含むようにする。 According to a twelfth aspect of the present invention, the sealing method according to the eleventh aspect includes a step of heating the sealing substrate by the heating means of the sealing unit.
請求項13に記載の発明では、上記請求項11に記載の封止方法において、真空チャンバーのステージの治具の加熱手段により成形基板を加熱する工程を含むようにする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, the sealing method according to the eleventh aspect includes a step of heating the molded substrate by a heating means of a jig on the stage of the vacuum chamber.
請求項14に記載の発明では、上記請求項11に記載の封止方法において、成形基板と封止基板のアライメント調整を行う工程を含むようにする。
According to the invention described in claim 14, in the sealing method according to
請求項15に記載の発明では、上記請求項11に記載の封止方法により成形された機能材料デバイスであるようにする。
The invention according to claim 15 is a functional material device molded by the sealing method according to
本発明によれば、三次元形状に予備成形された機能材料薄膜層を備えた成形基板の表面に封止基板を真空中で面接着するようにしたので、機能材料薄膜層から空気を完全に排除した三次元形状の機能材料デバイスの製作が可能となる。 According to the present invention, since the sealing substrate is surface-bonded in a vacuum to the surface of the molded substrate having the functional material thin film layer preformed in a three-dimensional shape, air is completely removed from the functional material thin film layer. It is possible to manufacture functional material devices with the excluded three-dimensional shape.
以下、本発明の実施の形態を、機能材料薄膜層を封止する有機EL発光パネルの成形を前提とした実施例に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の封止装置Aの基本構成を説明するための断面図であり、図2にその斜視図を示す。同各図において符号1は、内部が真空チャンバーCH1となる空室筺体であり、上面に開口部1aが形成されており、側面に成形基板W1を搬入するための搬入窓1bが形成され、後述する送排気管P1、P2が配設されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples based on the premise of forming an organic EL light emitting panel for sealing a functional material thin film layer. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a basic configuration of a sealing device A of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof. In each of the drawings,
空室筐体1の内部中央には、X方向、Y方向、θ方向に微動させることができる機構を内蔵したステージ2が台座3上に配置され、この台座3が支脚4により空室筐体1の底面に固定されている。前記ステージ2は外周に起立壁2aを有する有底の凹湾状であり、この起立壁2aに後述する弾性シート22および弾性ダイヤフラム31を支持する傾斜面2a−1が形成されている。さらに、ステージ2の中央には予備成形された三次元形状の成形基板W1を支持するための治具5が配置されている。なおこの治具5は、ステージ2にボルトなどの締結手段により着脱できるようにしておくことにより、異形の治具の交換が可能となる。
A
前記治具5の表面には透明の静電チャックシート6が張設され、底面には電熱ヒーター7が配置されている。そして、治具5、電熱ヒーター7、ステージ2、台座3を貫通する排気用の通気孔8とアライメントカメラ10の視野を、透視板11を介して確保するための透視孔9が形成されている。さらに、空室筐体1の底面下には、完成した有機ELパネルCの搬出をするため、この機能材料デバイスCの対角線上の4箇所を下面から支持する支持ロッド12aを、ステージ2の通孔2b内で上下動するための流体圧シリンダー12が配置固定されている。
A transparent
つぎに、前記空室筐体1の上面には、その開口部を覆う状態で配置される保持ユニット20、さらにこの保持ユニット20の上面を覆う封止ユニット30を配設するようにしている。前記保持ユニット20は図3、図4に示すように、空室筐体1の外形に一致する形状の枠体21に弾性変形する弾性シート22側端部を固定して張設している。前記弾性シート22は、例えば印刷技術分野で利用されているスクリーンメッシュのように強靱で通気性を有するものが好適である。また、弾性シート22は枠体21への張設により張力が得られるようにするが、その張力の程度は成形品の形状などに対応させて設定する。
Next, on the upper surface of the
前記弾性シート22の中央部には、成形基板W1の有機薄膜層の封止範囲に対応する大きさの静電チャックシート23を張設している。このようにして張設された静電チャックシート23は可撓性を備えるもので、銅あるいはニッケルITO、銀ナノ粒子あるいはカーボンナノ粒子などを素材とする透明あるいは半透明の金属電極23a、23bを交互に櫛歯状となるように形成したもので、この金属電極23a、23bの終端部23c、23dから直流電流を印加することによりその表面に静電気を発生し、封止基板の静電チャックが可能となるようにしている。なお、前記ステージ2の静電チャックシート6も静電チャックシート23と基本的に同一の構成を備える。
At the center of the
上記の例では弾性シート22に静電チャックシート23を配設した例を示したが、図4に示すように粘着剤24を同図に示すような櫛歯状のストライプパターン、あるいはドットパターンにより塗布しておくようにしてもよい。この場合、弾性シート22の粘着剤24の塗布位置に粗面処理を施し、粘着剤24の定着が安定するようにすることが望ましい。また、前記粘着剤24に導電性のものを採用し、静電チャックシート23と同様の通電を行うことにより静電チャック機能を併せて付与することができる。
In the above example, the
前記保持ユニット20の枠体21には複数箇所にネジ孔21aが形成されており、この枠体21を封止ユニット30の開口部分のフランジにネジ止めにより着脱可能となるようにし、異なる大きさ、異なる形状の静電チャックシート23を備えた保持ユニット20を交換可能となるようにしてサイズ、形状の異なる有機EL発光パネルの生産に対応することができ、清掃メンテナンスの対応も可能となる。また、枠体11の端部全周には気密シール25を配設していることから、空室筐体1のフランジとの間の気密性を確保することができる。
つぎに、封止ユニット30の構成について説明する。封止ユニット30はその下面の開口の内部が空室となっており、この空室が加圧チャンバーCH2となるように構成されている。封止ユニット30の外周のフランジ部30aには弾性変形する合成ゴムなどによる弾性ダイヤフラム31の側端部が固定されている。この弾性ダイヤフラム31は弾性シート22に比して厚手であって蓄熱効果を備えものが好ましい。
Next, the configuration of the sealing
前記加圧チャンバーCH2内の天板面には冷却盤32が固定され、内部を蛇行するように形成された通水路33に冷却水を給排水管P3、P4により循環し、断熱材34を介して伝達する電熱ヒーター35からの熱を吸収して封止ユニット30の発熱を防ぐようにしている。なお、電熱ヒーター35にはその全面を覆うダイヤフラム固定プレート36が配設されており、電熱ヒーター35の発熱がこのダイヤフラム固定プレート36を介して弾性ダイヤフラム31に伝達するようにしている。
A cooling
なお、前記封止ユニット30の中央部には、加圧空気が供給される送排気管P5が配設されており、その空気吐出口が前記弾性ダイヤフラム31の表面に臨み、供給された加圧空気により弾性ダイヤフラム31および弾性シート22が下方へ向けて延展するようにしている。
An air supply / exhaust pipe P5 to which pressurized air is supplied is disposed at the center of the sealing
このように構成された封止ユニット30が前記保持ユニット20とネジ止めにより一体化されると、封止ユニット30のフランジ部の端部全周に配設した気密シール37により保持ユニット20の枠体21との間の気密性が保たれることになる。そして、一体となった保持ユニット20と封止ユニット30は図示を省略した昇降装置により昇降するように構成し、降下させたときは、保持ユニット20の枠体21の気密シール24が空室筐体1のフランジに密着して真空チャンバーCH1の気密性が保たれ、上昇させたときは、完成した有機EL発光パネルCの搬出が可能となる。
When the sealing
本発明の封止装置Aは以上のように構成されているが、装置の自動化を達成するには、空室筐体1に成形基板W1を搬入する開閉窓を備えることを要する。図5はかかる構成の一例を示すもので、同図に示すように搬入窓1bの全面を覆う開閉扉40が、昇降装置41のギヤ機構により動力が伝達され上下動するように配設されている。
The sealing device A of the present invention is configured as described above. However, in order to achieve automation of the device, it is necessary to provide an opening / closing window for carrying the molded substrate W1 into the
一方、搬入窓1bのフランジ部の全周には、流体圧チューブ42が配設されており、図6に示すように開閉扉40を降下させるときは、流体圧チューブ42内の流体を吸引して開閉扉40との接触を避けるようにする。このようにして搬入窓1bが開放されているときに、同図に示すように成形基板W1の搬入がロボットアームにより可能となる。そして、成形基板W1の搬入が完了すると、図7に示すように開閉扉40を上昇し、流体圧チューブ42に加圧流体を注入して膨張させ、気密状態が得られるようにする。
On the other hand, a
つぎに、本発明の封止装置の給排気回路の構成を図8に基づいて説明する。同図に示すように空室筐体1に接続された送排気管P1、P2は、バルブ50aを介して大気に繋がる一方、バルブ50b、50cを介して真空ポンプ51に繋がっている。なお、バルブ50cは真空圧調整用のバルブであり、排気後の到達真空圧を制御するために設けられている。一方、封止ユニット30の天板には冷却水Wの給排水管P3、P4が接続されるとともに、送気パイプP5が接続され、加圧ポンプ52から加圧空気が加圧チャンバーCH2内に供給されるようにしている。
Next, the configuration of the air supply / exhaust circuit of the sealing device of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the exhaust pipes P1 and P2 connected to the
本発明の封止装置Aは以上のように構成されており、成形基板W1および封止基板W2を装置内部に搬入し、セル構造体となった有機EL発光パネルCが完成するまでの処理工程を以下に説明するが、成形基板W1および封止基板W2は、予備成形されたものを準備しなければならないため、まず、その予備成形された成形基板W1および封止基板W2の成形処理の態様を以下に説明する。 The sealing device A of the present invention is configured as described above, and the processing steps until the molded substrate W1 and the sealing substrate W2 are carried into the device and the organic EL light-emitting panel C having the cell structure is completed. However, since the molded substrate W1 and the sealing substrate W2 must be prepared in advance, first, the molding process of the preformed molded substrate W1 and the sealing substrate W2 is performed. Is described below.
図9に示すように、成形基板W1の上面の電極が形成されている発光範囲に有機薄膜層W1aが形成されており、その外周にシール材W1bが塗布されている。一方、封止基板W2の下面には図10に示すように、透明接着剤W2aが例えばツリー状となるようにディスペンサにより塗布されている。前記成形基板W1および封止基板W2の定位置には、アライメントマークW1c、W1d、W2b、W2cが施されている。なお、封止フィルムに光学用粘着フィルムを採用した場合は、透明接着剤W2aの塗布処理を省略することができる。 As shown in FIG. 9, the organic thin film layer W1a is formed in the light emission range where the electrode on the upper surface of the molded substrate W1 is formed, and the sealing material W1b is applied to the outer periphery thereof. On the other hand, as shown in FIG. 10, a transparent adhesive W2a is applied to the lower surface of the sealing substrate W2 by a dispenser so as to have a tree shape, for example. Alignment marks W1c, W1d, W2b, and W2c are provided at fixed positions of the molded substrate W1 and the sealing substrate W2. In addition, when the optical adhesive film is employ | adopted for the sealing film, the application | coating process of transparent adhesive W2a can be abbreviate | omitted.
以上のようにして予備成形された成形基板W1および封止基板W2は、図1に示す搬入待機状態の封止装置Aに搬入されることになる。即ち、同図に示すように保持ユニット20および封止ユニット30が昇降装置により共に上昇しており、空室筐体1と保持ユニット20との間に空間が形成された状態となっている。
The molded substrate W1 and the sealing substrate W2 preformed as described above are carried into the sealing device A in the carry-in standby state shown in FIG. That is, as shown in the figure, the holding
かかる状態において図6に示すように空室筐体1の開放されている搬入窓1bから、ロボットアームにより成形基板W1の端部を支持し、図11に示すように空室筐体1の内部に搬入し、治具5上に配置して静電チャックシート6の通電を開始することにより、成形基板W1が静電チャックされる。
In this state, the end of the molded substrate W1 is supported by the robot arm from the
一方、封止基板W2も同様にロボットアームにより支持されて保持ユニット20下に搬入され、図12に示すように静電チャックシート23に面接触させ、この静電チャックシート23の通電を開始することにより封止基板W2が静電チャックされる。
On the other hand, the sealing substrate W2 is similarly supported by the robot arm and carried under the holding
このようにして成形基板W1および封止基板W2が静電チャックされると、図13に示すように昇降装置により保持ユニット20および封止ユニット30が共に降下し、保持ユニット20の気密シール25が空室筐体1のフランジに密着して真空チャンバーCH1の気密状態が得られる。この状態に至ると、アライメントカメラ10により成形基板W1のアライメントマークW1c、W1dおよび封止基板W2のアライメントマークW2b、W2cを検出し、誤差がある場合はステージ2を微動させて両基板の位置合せをおこなう。
When the molded substrate W1 and the sealing substrate W2 are electrostatically chucked in this manner, the holding
つぎに、真空チャンバーCH1、CH2の気密状態が得られると、図13に示す状態において加圧ポンプ52が排気方向に駆動して真空チャンバーCH2の真空引きを行い、真空チャンバーCH2の内部を真空状態にし、後工程において真空チャンバーCH1の真空引きを行った際に弾性ダイヤフラム31が下方へ吸引されないようにする。
Next, when the airtight state of the vacuum chambers CH1 and CH2 is obtained, the
真空チャンバーCH2の真空引きが完了すると、図8に示す給排気回路が作動するが、このときバルブ50aを閉止、バルブ50bを開放として真空ポンプ51の駆動を開始することにより、図14に示すように送排気管P1、P2による真空引きが、バルブ50cで任意に定めた成形に必要な真空状態(例えば、1パスカル程度)が真空チャンバーCH1の内部に得られる。この真空引きは通気性を有する弾性シート22を介しても行われるので、弾性シート22上に滞留している空気も同時に排気されることになる。
When the evacuation of the vacuum chamber CH2 is completed, the air supply / exhaust circuit shown in FIG. 8 is activated. At this time, the
このようにして真空チャンバーCH1、CH2の真空引きが完了すると、装置内部が静圧状態となり、加圧ポンプ52が送気方向に駆動して加圧空気が送排気管P5から真空チャンバーCH2の内部に供給される。そして供給された加圧空気により真空チャンバーCH2の内部は次第に圧力が上昇し、図15に示すように弾性シート22および弾性ダイヤフラム31が成形基板W1に一致する形状に延展し、封止基板W2を成形基板W1に押圧して両基板の面接着が行われる。
When the evacuation of the vacuum chambers CH1 and CH2 is completed in this way, the inside of the apparatus becomes a static pressure state, and the pressurizing
上記処理工程において、弾性ダイヤフラム31は加圧処理が始まるまでの間に電熱ヒーター35により加熱されたダイヤフラム固定プレート36からの熱を蓄熱しておくことにより、封止基板W2を軟化させて抵抗なく成形基板W1の外形に沿う形状となるようにし、成形完了後に内部応力が潜在しないようにすることができる。なお、電熱ヒーター7により治具5を加熱しておくことにより相乗的な効果が得られる。この電熱ヒーター7,35による加熱は、封止基板W2の材質、厚さなどを考慮して加熱温度などを定めることになる。また、このような加熱処理機能を備えていることにより、成形基板W1封止基板W2に熱硬化性の素材を採用することができる。
In the above process, the
上記工程により成形基板W1への封止基板W2の接着が完了すると、静電チャックシート6への通電は維持して静電チャックシート23の通電を遮断して静電チャックを解除する。そして閉止していたバルブ50aを開放して真空チャンバーCH1内部の真空状態を解除するとともに、加圧チャンバーCH2内部の加圧状態を解除する。これにより延展していた弾性シート22および弾性ダイヤフラム31は図16に示すように初期状態へ復帰する。なお、静電チャックシート23による静電チャックの解除により封止基板W2からの静電チャックシート23の離脱には抵抗がないが、弾性シート22に粘着剤24を塗布した図4に示す保持ユニット20を採用した場合は、弾性シート22および弾性ダイヤフラム31の復元力により粘着剤24が封止基板W2から剥離する。
When the bonding of the sealing substrate W2 to the molded substrate W1 is completed by the above process, the energization of the
このようにして有機EL発光パネルCが完成すると図17に示すように昇降装置により保持ユニット20および封止ユニット30を共に上昇し、静電チャックシート6への通電を遮断した後、図18に示すように流体圧シリンダー12を作動してその支持ロッド12aにより有機EL発光パネルCのロボットアームによる搬出が可能となる。
When the organic EL light emitting panel C is completed in this way, as shown in FIG. 17, the holding
以上詳細に説明したごとく、本発明の封止装置によれば、真空中で空気を完全に排除した三次元形状の機能材料デバイスの成形が可能であることから、有機EL発光パネルの成形に好適であるが、有機薄膜太陽電池、あるいは他の機能材料薄膜層を封止して機能材料デバイスを成形することも可能であり、また、マトリックスタッチパネルのような真空中であることを配慮しなくてよいもよいパネルの接着処理にも対応することができる。 As described above in detail, according to the sealing device of the present invention, since it is possible to form a functional material device having a three-dimensional shape in which air is completely eliminated in a vacuum, it is suitable for forming an organic EL light emitting panel. However, it is also possible to mold an organic thin film solar cell or other functional material thin film layer to mold a functional material device, and without considering that it is in a vacuum like a matrix touch panel It can also cope with a good panel bonding process.
A・・・・・封止装置
C・・・・・有機EL発光パネル(機能材料デバイス)
CH1・・・真空チャンバー
CH2・・・加圧チャンバー
W1・・・・成形基板
W2・・・・封止基板
1・・・・・空室筐体
2・・・・・ステージ
3・・・・・台座
4・・・・・支脚
5・・・・・治具
6・・・・・静電チャックシート
7・・・・・電熱ヒーター
8・・・・・通気孔
9・・・・・透視孔
10・・・・アライメントカメラ
11・・・・透視板
12・・・・流体圧シリンダー
20・・・・保持ユニット
21・・・・枠体
22・・・・弾性シート
23・・・・静電チャックシート
25・・・・気密シール
30・・・・封支ユニット
31・・・・弾性ダイヤフラム
32・・・・冷却盤
33・・・・通水路
34・・・・断熱材
35・・・・電熱ヒーター
36・・・・ダイヤフラム固定プレート
40・・・・開閉扉
41・・・・昇降装置
42・・・・流体圧チューブ
50a・・・バルブ
50b・・・バルブ
50c・・・バルブ
51・・・・真空ポンプ
52・・・・加圧ポンプ
A: Sealing device C: Organic EL light-emitting panel (functional material device)
CH1 ... Vacuum chamber CH2 ... Pressure chamber W1 ... Molded substrate W2 ...
Claims (15)
前記真空チャンバー内には前記成形基板を載置するための治具を固定したステージを備えるとともに、前記真空チャンバーの上面の開口部を覆う状態で配置される封止基板を保持する弾性シートを備えた保持ユニットおよび弾性ダイヤフラムを備えた封止ユニットを真空チャンバー上に上下動可能に配置してなることを特徴とする封止装置。 It is a sealing device that seals the surface of a three-dimensional molded substrate provided with a functional material thin film layer in a vacuum chamber,
The vacuum chamber includes a stage on which a jig for mounting the molded substrate is fixed, and an elastic sheet that holds a sealing substrate disposed in a state of covering the opening on the upper surface of the vacuum chamber. A sealing device comprising a sealing unit having a holding unit and an elastic diaphragm arranged on a vacuum chamber so as to be movable up and down.
前記真空チャンバーのステージの治具に前記成形基板を搬入し、該成形基板を前記治具上に保持する工程と、
封止ユニットに配設した保持ユニット下に封止基板を搬入し、該封止基板を弾性シートで保持する工程と、
前記工程により封止基板を保持した保持ユニットと封止ユニットを同時に降下して前記真空チャンバーとの間に気密状態を形成する工程と、
前記真空チャンバー内の空気を排気して真空状態を形成する工程と、
前記封止ユニット内に空気を供給して弾性ダイヤフラムとともに弾性シートを延展し、封止基板を成形基板に面接触させて押圧する工程、
からなることを特徴とする封止方法。 It is a sealing method for sealing the surface of a three-dimensional molded substrate provided with a functional material thin film layer in a vacuum chamber,
Carrying the molded substrate into a jig on the stage of the vacuum chamber, and holding the molded substrate on the jig;
Carrying the sealing substrate under the holding unit disposed in the sealing unit, and holding the sealing substrate with an elastic sheet;
A step of simultaneously lowering the holding unit holding the sealing substrate by the step and the sealing unit to form an airtight state between the vacuum chamber; and
Evacuating the air in the vacuum chamber to form a vacuum state;
Supplying air into the sealing unit to extend the elastic sheet together with the elastic diaphragm, and pressing the sealing substrate in surface contact with the molded substrate;
A sealing method comprising:
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