JP4037546B2

JP4037546B2 - 透光性基板の接着方法

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Publication number: JP4037546B2
Application number: JP30445598A
Authority: JP
Inventors: 幸祐寺田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP2000133444A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性基板の接着方法に関し、特に各種平面薄型表示装置に適用されるカラーＥＬ表示装置のＥＬ素子基板とカラーフィルタ基板との接着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報化産業の発展に伴って、軽量で空間占有率の低い平面薄型表示装置への需要が高まっている。このような表面薄型表示装置に応用されるデバイスの中で薄膜ＥＬ素子は自己発光型で視認性が良いことから表示品位の優れた表示装置として開発が積極的に進められている。
【０００３】
薄型ＥＬ素子は、ガラス基板上に少なくとも一方に透明電極を含む２組の電極と、それに挟まれた絶縁層と発光層とを備えた構造を有しており、２組の電極間に交流電界を加えることにより発光が得られるものである。現在実用化されているものは、発光効率がよく、安定して発光する発光層材料であるＺｎＳ：Ｍｎ層を用いた黄色のモノクロ表示装置のみである。産業上の応用を広げるためにもカラーＥＬ表示装置の開発が進められており、作製の簡便さなどから単一発光層をカラーフィルタにより分光してカラー表示を行うカラーフィルタ方式のＥＬ表示装置の開発が主に進められている。
【０００４】
カラーフィルタ方式としてＥＬ素子の上部電極を透光性電極とし、上部電極側から光を取出せる構造とした上で、カラーフィルタをＥＬ素子の上部電極と近接設置する方式と、透光性を有するＥＬ素子のＥＬ素子基板から光を取出せる構造とした上で、ＥＬ素子基板側にカラーフィルタを形成する構成とが考えられる。前者は現在実用化されているモノクロＥＬ表示装置と異なり、上部電極がＩＴＯ（インジウム錫酸化物）から成る透明電極であることや、カラーフィルタをＥＬ素子の上部電極に近接させなくてはならないため、ＥＬ素子保護に用いられるシール層が薄くなることから寿命特性が低下するといった問題を有する。
【０００５】
これに対して後者は、従来実用化されているモノクロＥＬ表示装置の構造をそのまま用いることができる利点がある。しかしながら、ＥＬ素子基板は１ｍｍ程度の厚さがあるため、カラーフィルタとＥＬ素子を近接できないことから視野角による色ずれが生じるといった問題を有している。このような問題を解消するために、本件出願人は特願平１０−１６０８６号公報「カラーエレクトロルミネッセント表示装置の製造方法およびカラーエレクトロルミネッセント表示装置」において、ＥＬ素子作製後、ＥＬ素子基板をエッチングにより薄く加工することにより、色ずれによる視野角の低下の問題を解消した。
【０００６】
またこのＥＬ表示装置の製造におけるカラーフィルタ接着に関して、従来一方のガラス基板に接着剤を塗布し、その後両者を密着させる方法がとられているが、接着剤のうねりの各凸部がガラスと接する際、ガラスと接着剤との間に空隙が生じ、この空隙に空気の逃げ場がない時そのまま気泡となって残留するといった問題が生じる。気泡を生じさせない方法として接着後スピンナー回転により気泡を飛ばす方法（特開昭６３−１８３２６）、基板を傾けて貼合わせる方法（特開平９−２７８４９７）などの解決策が試みられているが、産業上の利用を広げるためにもさらに簡便な方法が望まれている。本件出願人は特願平１０−１７７５７３「カラーＥＬ表示装置の製造方法および透光性基板の接着方法」においてカラー基板上に液状硬化性樹脂を凸状に隆起するように落滴し、両基板を貼合わせて基板間に樹脂を充填させて、硬化させることにより、接着剤のうねりの凹凸によって生じる気泡の発生を防いで透光性基板を接着する接着方法を提案した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＬ表示装置のＥＬ素子は、ＥＬ素子基板の一表面上にＥＬ素子部が設けられ、ＥＬ素子部を外囲するように掘込み加工された保護ガラスがＥＬ素子基板に設けられ、ＥＬ素子部と保護ガラスとの間の空間に防湿用のオイルが注入されて製造される。ＥＬ素子部が設けられる側と反対側の表面と、カラーフィルタ基板の一表面との間に液状硬化性樹脂を介在させて両基板を貼合わてＥＬ表示装置は製造される。
【０００８】
前述したように、ＥＬ素子基板はエッチングによって１００μｍ程度に薄く加工されており、ＥＬ素子部側の表面は防湿オイルが封止されているので、言わば防湿オイルの上に薄い基板が浮いているような状態となっている。このような状態で、ＥＬ素子基板の一表面に液状硬化性樹脂を凸状に隆起するように落滴し、カラーフィルタ基板を貼合わせてカラーフィルタ基板側から力を加えて基板間に樹脂を押広げると、落滴した樹脂が薄いＥＬ素子基板を防湿オイル側に凹ませ、それがそのままＥＬ素子基板の歪みとなってＥＬ表示画面の歪みとして残るといった問題を有する。
【０００９】
また、ＥＬ素子基板のＥＬ素子部が設けられる側には、防湿オイルを封止する保護ガラスが設けられるので、ＥＬ素子部側から直接ＥＬ素子基板に力を加える事ができないため、従来のように一方のガラス基板に接着剤を塗布し、その後相互に密着するように両基板を押さえて歪みを解消させるといったことができない。
【００１０】
このような基板面の歪みは見た目が良くないばかりでなく、凹んだ部分はＥＬ素子とカラーフィルタとが比較的離れた状態になるため、他の部分より視野角が悪くなり、視野角の面むらが生じ、表示品位を著しく低下せることになる。
【００１１】
また、一般にガラス基板は上述したＥＬ素子基板の歪みとは別に、局所的で小さな凹凸が存在する。図６は、このような局所的な凹部が存在する基板を貼合わせて接着するときの状態を模式的に示す平面図である。両基板を密着させて基板間に液状硬化性樹脂を押広げると、図６に示されるように局所的な凹部Ｐが存在しない領域では樹脂の広がる速度が一様であるが、局所的な凹部Ｐでは樹脂の広がる速度が周りに比べて遅くなり、このため図６に示されるように、凹部Ｐ付近では、凹部Ｐ周辺に先に樹脂が回り込み、凹部Ｐに樹脂が広がらない状態で樹脂が周囲を満たし、凹部Ｐに気泡が残留することになる。上述した特願平１０−１７７５７３で提案された透光性基板の接着方法ではこのような局所的な凹部に起因する気泡の発生を防ぐことができない。
【００１２】
また、前記特願平１０−１７７５７３では、基板上で樹脂が凸状に隆起するように落滴し、基板間に樹脂を押広げて樹脂面の凹凸を起因する気泡の発生を防いだが、基板上に樹脂を凸状に隆起させるためには樹脂の粘度を高くする必要があり、粘度を高くすると基板を貼合わせたとき、基板間に薄く押広げることが困難になり、また上述したように薄いＥＬ素子基板を歪ませてしまうといった問題を有する。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み、基板間に液状硬化性樹脂を気泡を混入させずに充填して基板を接着するとともに、基板の歪みを防ぎ、基板の局所的な凹部に起因する気泡の発生を防ぐことができる透光性基板の接着方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、少なくとも一方が透光性基板である２枚の基板を貼合わせて接着する透光性基板の接着方法において、
一方の基板の表面に液状硬化性樹脂を凸状に隆起するように複数滴落滴し、
前記樹脂が落滴した表面を下方に向けて他方の基板に対向させ、落滴した前記樹脂をその自重によってさらに凸状に隆起させ、
両基板を貼り合せて前記基板間に前記樹脂を広げて充填し、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする透光性基板の接着方法である。
【００１５】
本発明に従えば、液状硬化性樹脂を一方の基板のみに落滴するので、生産コストを低減できるとともに、落滴樹脂が下方を向くようにしかも落滴した前記樹脂をその自重によってさらに凸状に隆起させて基板を貼合わせるので、粘度の低い樹脂であっても効果的に凸状に隆起させて貼合わせることができる。これによって粘度の低い樹脂を用いることができ、基板が薄い場合であっても基板を歪ませることなく、気泡を混入させずに基板間に薄く一様に樹脂を広げて基板を接着することができる。
【００１６】
請求項２記載の本発明は、前記基板間に前記樹脂を介在させ、前記樹脂の毛細管現象を利用して前記基板間に前記樹脂を広げ、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、液状硬化性樹脂は毛細管現象によって基板間に広がって基板間に充填されることになる。すなわち、基板間隙は非常に小さいため、基板間に液状硬化性樹脂が介在されると、樹脂の表面張力による毛細管現象によって樹脂は基板全面に広がることになる。表面張力は両基板を密着させる方向に力を作用させるため、両基板に外部より力を加えなくとも２枚の基板を相互に密着する方向に力がかかる。基板の表面に樹脂を落滴して２枚の基板を貼合わせたとき、基板が薄い場合には落滴した箇所が凹むことになるが、毛細管現象によって樹脂が周囲に広がっていく過程において、落滴して凹んだ箇所から樹脂が排出されるため、落滴箇所において凹みが低減され、基板が平坦化されることになる。基板間に樹脂を介在させる方法は基板表面に樹脂を落滴させて貼合わせる方法のほか、密着させた２枚の基板の周縁に樹脂を落滴して基板間に樹脂を広げる方法も可能である。
【００１８】
請求項３記載の本発明は、前記液状硬化性樹脂は熱硬化性樹脂であり、常温時の粘度が熱硬化時の粘度よりも高いことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、常温時の粘度が熱硬化時の粘度よりも高い熱硬化性樹脂を用いることにより、落滴時には粘度が高く、効果的に凸状に隆起させて落滴することができる。この状態で２枚の基板を貼合わせて加熱すると、基板間の樹脂の粘度が低下して基板間に樹脂が薄く広げられることになり、さらに加熱して硬化温度に達すると薄く広げられた状態で樹脂が加熱硬化して基板を接着することができる。このようにして気泡の混入を確実に防いで基板間に薄く樹脂を広げて基板を接着することができる。
【００２０】
請求項４記載の本発明は、予め定める一定の粒径のスペーサを前記基板間に介在させることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、基板間には一定の粒径のスペーサが介在されるので、基板は一定の間隙を保つことができる。基板間の樹脂が広がるときには前述したように表面張力によって両基板が密着する方向に力が作用するが、両基板が完全に密着した場合には樹脂の広がりが妨げられる。これに対して本発明では、基板間にスペーサを介在させることによって基板が完全に密着することが妨げられ、これによって基板間にスムーズに樹脂を広げることができる。
【００２２】
請求項５記載の本発明は、前記スペーサは、予め一方の基板の表面に固着させ、その後両基板を貼合わせることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、スペーサを一方の基板の表面に予め固着し、その後両基板を貼り合わせるので、生産性が良好である。また、予め固着されるので、貼り合わせたときにスペーサが落下するといったことが防がれる。
【００２４】
請求項６記載の本発明は、前記スペーサの粒径は、１０μｍ以上とすることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、スペーサの粒径は１０μｍ以上である。基板表面に局所的な凹部があり、凹部での基板間隔とその周辺部での基板間隔との差が大きい場合には局所的な凹部とその周辺部とで樹脂の広がりの速度が異なり、局所的な凹部に気泡が残留することになる。本発明では１０μｍ以上のスペーサを介在させることによって、局所的な凹部とその周辺部での基板間隔の差を小さくすることができ、これによって樹脂の広がりをほぼ均一として気泡の発生を確実に防ぐことができる。
【００２６】
請求項７記載の本発明は、前記樹脂が充填されるべき前記基板間の領域の面積をＳとし、スペーサの粒径をｄとしたとき、前記基板間に挿入する前記樹脂の樹脂量Ｄは、
Ｓ・ｄ＜Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の範囲に選ばれることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、落滴する樹脂は上記した範囲内に選ばれる。落滴する樹脂量が多すぎると、落滴箇所から充分に樹脂が排出されないうちに基板間全面に樹脂が充填し、毛細管現象による樹脂の広がりが停止してしまう。すると落滴箇所に余分な樹脂がのこり凹みとして基板に歪みを生じさせてしまう。また落滴する樹脂が少すぎると充填されるべき領域に樹脂を完全に充填することができない。このため、基板間に入れる樹脂量を適当な量に設定する必要がある。基板間にはスペーサが介在されて基板間隔は一定に保たれているので、基板間に挿入する樹脂量Ｄは理想的には、
Ｄ＝Ｓ・ｄ
に選ばれることになる。上記式を満たす樹脂量を基板間に挿入すると過不足なく基板間を樹脂が充填し、落滴箇所に凹みも生じず、気泡発生も生じないことになる。しかしながら、実際には基板表面には局所的な凹凸が存在するため落滴して挿入する樹脂量には幅を持たせなくてはならない。本件発明者は検討の結果、
Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の条件を満たす場合には理想量より多いにかかわらず、問題にならない程度の基板歪みしか生じないという結果が得られた。また樹脂が充填されるべき基板間の領域を満たすためには理想量以上の樹脂量が必要であるので、挿入する樹脂量Ｄは、
Ｓ・ｄ＜Ｄ
の条件を満たす必要がある。
【００２８】
請求項８記載の本発明は、前記液状硬化性樹脂を一方の基板の表面にジグザグ状に落滴して、両基板を貼合わせることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、液状硬化性樹脂がジグザグ状に落滴されるので、各樹脂が基板間で広げられた時、落滴した各樹脂間に空隙が形成されることが防がれる。したがって、矩形形状の基板であっても気泡の発生を防ぎ、全面にほぼ均一に効率よく樹脂を充填することができる。
【００３０】
請求項９記載の本発明は、前記２枚の基板のうちの一方の基板は、透光性を有し、一表面上に透光性を有する第１電極、ＥＬ発光層および第２電極が形成され、他表面からＥＬ光を出射するＥＬ素子基板であり、
前記２枚の基板のうちの他方の基板は、透光性を有し、一表面上にカラーフィルタが設けられるカラーフィルタ基板であることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、ＥＬ素子基板とカラーフィルタ基板とを前述した請求項１〜８の基板の接着方法を用いて接着することによって、基板の歪み、残留気泡を防ぎ、表示品位を低下させることのないＥＬ表示装置を製造することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である透光性基板の接着方法を用いて製造されたカラーＥＬ表示装置２０を示す断面図である。
【００３３】
カラーＥＬ表示装置２０は、ＥＬ素子２１と、カラーフィルタ基板２２とを接着して構成され、ＥＬ素子２１は透光性を有するＥＬ素子基板２４と、ＥＬ素子部２３と、シール部２５とから構成され、カラーフィルタ基板２２は透光性を有する基板３１とカラーフィルタ３２とから構成される。
【００３４】
ＥＬ素子２１はガラスから成るＥＬ素子基板２４上にＥＬ素子部２３である第１電極２６、第１絶縁層２７、発光層２８、第２絶縁層２９、第２電極３０を順次積層形成した２重絶縁型薄膜ＥＬ素子で、第１電極２６はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を電子ビーム蒸着法あるいは高周波スパッタ法により２００ｎｍ程度の厚さでＥＬ素子基板２４の一表面２４ａ上に作製し、フォトレジストを用いたウェットエッチングによりストライプ状に形成する。
【００３５】
第１電極２６上に積層される第１絶縁膜２７は、膜厚４０ｎｍ程度のＳｉＯ₂膜と、膜厚２２０ｎｍ程度のＳｉ₃Ｎ₄膜の積層膜より成り高周波スパッタ法により作製する。発光層２８はＺｎＳ：Ｍｎ層をＺｎＳ：Ｍｎペレットを蒸着源とした電子ビーム蒸着法により７０００Å程度の膜厚で作製する。このＥＬ発光層２８、第１および第２電極２６，３０間に交流電界を加えることによって赤から緑色の発光領域を含む黄色発光を示し、赤と緑のカラーフィルタで分光することにより、赤、緑のマルチカラーＥＬ表示装置を作製することができる。
【００３６】
本実施形態でこの発光層２８を用いたのは、この発光層を用いたモノクロＥＬ表示装置が実用化されており、発光輝度、発光安定性などに優れた発光層材料であることが確認されているからである。本発明が実現されるカラーＥＬ表示装置はこのような赤、緑のマルチカラーＥＬ表示装置に限定されるものでなく、たとえばＺｎＳ：ＭｎとＳｒＳ：Ｃｅ発光層を積層した白色ＥＬ発光を赤、緑、青のカラーフィルタで分光することによりフルカラーのＥＬ表示装置を作製することも可能である。
【００３７】
発光層２８に積層される第２絶縁膜２９は、たとえば膜厚１００ｎｍ程度のＳｉ₃Ｎ₄膜と膜厚３５ｎｍ程度のＳｉＯ₂膜の積層膜より成り、高周波スパッタ法によりそれぞれ作製する。第２絶縁膜２９作製後に発光層２８の結晶性を改善するために高真空アニールを行う。高真空アニールは１×１０^-14Ｐａ以下の高真空中で６３０℃に加熱保持して行う。
【００３８】
最後に第２電極３０としてＡｌを５００ｎｍ程度の膜厚で加熱蒸着により作製し、フォトレジストを用いたウェットエッチングにより第１電極と直行するようなストライプ状に形成しＥＬ素子部２３が完成する。
【００３９】
ＥＬ素子２１の防湿シール部２５の作製は、深さＴ１＝１ｍｍ程度の深さで掘込み加工した保護ガラス４２を、ＥＬ素子部２３を前記掘込み部分に封じ込めるように配置し、保護ガラス４２の周縁部をＥＬ素子基板２４の一表面２４ａ上にエポキシ樹脂３８を用いて接着する。その後、ＥＬ素子部２３を封じ込めた封止空間３７にシリカゲルを混入したシリコンオイルを、予め保護ガラス４２に加工しておいたオイル導入口３５から注入し、導入口を封止ガラス３６で封止して作製する。シリコンオイルを注入する場合、オイル導入口３５から封止空間３７内の空気を排気して封止空間３７内を真空にした状態で、オイル導入口３５からシリコンオイルを吸引させて封止空間３７内にシリコンオイルを充填させる。このようにオイル充填時には封止空間３７を真空にする必要があるので、ＥＬ素子基板２４はオイル充填時にはこのような真空に耐える厚さを有する。
【００４０】
ＥＬ素子基板２４上にＥＬ素子部２３および防湿シール部２５を形成した後、フッ酸（フッ化水素酸）を用いたエッチングによりＥＬ素子基板２４のＥＬ素子部２３に対向する部分の厚さＴ２が１００μｍ程度となるようにＥＬ素子基板２４に凹部４４を形成する。この時、カラーＥＬ表示装置２０の実装を考えて、ＥＬ素子基板２４の周縁部が枠状に残り、カラーフィルタ基板２２が嵌め込まれる部分のみを凹状にエッチング加工する。ＥＬ素子部２３とカラーフィルタ３２との間に介在されるＥＬ素子基板２４がエッチングにより薄く加工されるので、ＥＬ素子部２３の第１電極２６とカラーフィルタ３２との間隔が小さくなり、これによって色ずれによる視野角の低下が防がれ、大きな視野角を確保することができる。
【００４１】
カラーフィルタ３２は、ＥＬ素子基板２４の凹部４４の底面である他表面２４ｂに直接形成し、その上に基板３１を接着する方法と、カラーフィルタ３２を形成した基板３１をＥＬ素子基板２４の他方面２４ｂに接着する方法とがある。後者は、カラーフィルタ３２とＥＬ素子基板２４との間に接着層が介在されるので、この接着層の厚さが視野角に影響を与えるが、前者は凹部４４の底面であるＥＬ素子基板２４の他表面２４ｂ、カラーフィルタ３２を直接形成する必要があり、作製が困難であるので、本実施形態では作製が簡便な後者の方法を採用する。
【００４２】
カラーフィルタ基板２２のカラーフィルタ３２は、透光性を有するガラス製の基板３１ａ上に赤、緑のフィルタＲ，Ｇを交互に並べたもので、各フィルタＲ，Ｇ間は黒色フィルタＢＫが形成される。このようなカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子２１のＥＬ素子基板２４とは、カラーフィルタ基板２２のカラーフィルタ３２側の表面、すなわちＥＬ素子基板２４の他表面２４ｂに対向するカラーフィルタＲ，Ｇ，ＢＫの表面および基板３１の一表面３１ａとＥＬ素子基板２４の他表面２４ｂとの間に熱硬化性樹脂３３を充填して接着される。また、カラーフィルタ３２が設けられない基板３１の一表面３１ａとＥＬ素子基板２４とは、少くとも２点（図１において基板３１の左右両端部）で光硬化性樹脂４０によって固定され、さらにカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２４との間にできる間隙、すなわちカラーフィルタ基板２２の周縁部はシリコン樹脂４１で埋められる。このようにしてカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子２１とは大きな強度で接着される。
【００４３】
次にカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２１の接着方法の概要を示す。まず、図２に示すようにカラーフィルタ基板２２およびＥＬ素子２１を準備し、カラーフィルタ基板２２のカラーフィルタ３２の表面に、たとえば固着ビーズから成るスペーサ５０を固着し、さらに液状熱硬化性樹脂３３を図２に示されるようにそれぞれ１つの凸部を持つ山型形状に凸状に隆起するように複数滴落滴する。樹脂３３には気泡は混入されておらず、また落滴時に薄く広がらず、後述する密着時にカラーフィルタ基板２２を反転させた時に下に落下しない程度の粘度を有する。さらにカラーフィルタ基板２２には、基板３１の一表面３１ａのカラーフィルタ３２が設けられない部分の少くとも２点に光硬化性樹脂４０をのせる。
【００４４】
前記スペーサ５０は、たとえば粒径が７．２５μｍまたは１０μｍの固着性ビーズ（積水ファインケミカル製：接着性スペーサＣＢＳ−２０７２５，ＣＢ−２１０）をカラーフィルタ３２上に散布した後、オーブンで１５０℃、２０分間加熱して固着させる。このときのビーズ散布の密度は１ｍｍ²当たり１５個である。
【００４５】
樹脂３３は、本実施形態では熱硬化性樹脂（三井化学製試作熱硬化性樹脂）を使用した。この樹脂は常温で２０００ｃｐｓの粘度を有しているので凸状に隆起するように落滴することが容易であるとともに、カラーフィルタ基板２２を反転させたときに容易に落下することが防がれる。さらに加熱時は粘度が１００ｃｐｓ程度まで低下し、スムーズに基板間に広がることができる。
【００４６】
図３に示されるようにカラーフィルタ基板２２は２５ｃｍ×８ｃｍ（面積２００ｃｍ²）の矩形状であるので、図に示されるようにカラーフィルタ基板２２の長手方向に沿ってジグザグ状に１６点樹脂３３を落滴する。この時の落滴位置は長手方向に隣接する落滴間隔Ｌが３ｃｍであり、ジグザグの幅Ｗは１．５ｃｍである。また１点あたりの落滴量は０．０１５〜０．０３ｃｃであり、この程度の落滴量であればカラーフィルタ基板２２を反転させたときに樹脂３３が落下することが確実に防がれる。
【００４７】
その後、図４に示す密着治具４６によりＥＬ素子２１とカラーフィルタ基板２２を密着させる。密着治具４６はＥＬ基板支持台４５と押圧部４７とを有し、まずＥＬ素子基板２４を他表面２４ｂが上方を向くようにＥＬ基板支持台４５にのせ、カラーフィルタ基板２２のカラーフィルタ３２がＥＬ素子基板２４の他表面２４ｂに対向するようにカラーフィルタ２２を反転させる。このようにカラーフィルタ基板２２を反転させると落滴した樹脂３３が自重によってさらに凸状に隆起することになり、気泡を形成することなく基板２４，３１間に樹脂３３を広げることができる。
【００４８】
ＥＬ素子基板２４上にカラーフィルタ基板２２をのせて貼合わせるとき、ＥＬ素子基板２４のＥＬ素子２３の第１電極２６の電極パターンとカラーフィルタ基板３１のカラーフィルタ３２のパターンとの目合わせをしてカラーフィルタ基板２２の位置決めを行い、押圧部材４７によって光硬化性樹脂４０部を押圧した状態で、光硬化性樹脂４０が設けられる部分に紫外線を照射して光硬化性樹脂４０を硬化させてカラーフィルタ２２とＥＬ素子２１とを仮固定する。光硬化性樹脂を４０は前述したようにカラーフィルタ３２が形成されない部分に設けられるので、紫外線がカラーフィルタ３２に吸収されるといったことがなく、確実に硬化させてカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子２１とを仮固定することができる。
【００４９】
次に、押圧部材４７を離脱させ、仮固定された状態のカラーフィルタ２２とＥＬ素子基板２１とをそのままオーブンに入れて熱硬化性樹脂３３を硬化させる。仮固定されたＥＬ素子基板２４とカラーフィルタ基板２２が入れられたオーブンはまず８０℃で２０分間加熱される。８０℃では本実施形態で用いた樹脂３３は硬化せず、粘度が１００ｃｐｓ程度まで低下する。
【００５０】
ＥＬ素子基板２１とカラーフィルタ基板２２とを貼合わせるときは常温であるので、樹脂３３は粘度が高く、凸状に隆起している。また、ＥＬ素子基板２４は視野角の低下を防ぐために厚さＴ２が１００μｍ程度に薄くなるようにエッチング加工されているので、カラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２４とを貼合わせて仮固定した時点では、樹脂３３の落滴部においてＥＬ素子基板２４が凹んで歪んだ状態となる。また、カラーフィルタ基板３２とＥＬ素子基板２４との間にはスペーサ５０が介在されており、これによってカラーフィルタ基板３１とＥＬ素子基板２４との間隔が予め定める一定の値より小さくなることが防がれる。
【００５１】
この状態でオーブンによって８０℃まで加熱すると樹脂３３は１００ｃｐｓ程度まで粘度が低下する。すると、図５（ａ）に示されるように、粘度が低下した樹脂３３の表面における表面張力によってカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２４との間隙において毛細管現象が生じ、粘度が低下した樹脂３３が基板２２，２４間で広げられることになる。表面張力はカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２４が互いに密着する方向に力を作用させるので、両基板２２，２４に外力を加えることなく基板２２，２４間に樹脂３３が広げられることになる。また、基板の貼合わせ時に落滴箇所においてＥＬ素子基板２４が凹んで歪んだ状態にあるけれども、毛細管現象による樹脂３３の周囲への広がり、および両基板２２および２４が互いに密着する方向に作用する力によって図５（ｂ）に示されるように落滴箇所の凹んだ部分の樹脂３３は順次周囲に排出されることになる。このようにして落滴箇所での凹みが解消されてＥＬ素子基板２４は平坦となり、表示画面に歪みが生じるといったことが防がれる。
【００５２】
カラーフィルタ基板３１とＥＬ素子基板２４とが完全に密着すると樹脂３３が基板２２，２４内に充填することができなくなるが、本実施形態ではスペーサ５０を介在させることにより基板２２，２４が完全に密着することが防がれ、粘度の低下した樹脂３３をスムーズに基板間に広げることができる。
【００５３】
また対向する基板２２，２４の各表面に局所的な凹所が形成されている場合には、前述の図６に関して説明したように局所的な凹部Ｐとその周辺部での樹脂３３の広がりの速度の違いから気泡が発生する場合があり、これは凹部Ｐとその周辺部での基板２２，２４間の間隔の差が大きい場合に発生する。したがって、局所的な凹部Ｐでの基板２２，２４間の間隔とその周辺部での基板２２，２４間の間隔との差が小さくなるようにすれば気泡の発生を防ぐことができる。すなわち、基板２２，２４間に介在されるスペーサ５０の粒径を大きくすれば凹部Ｐでの間隔とその周辺部での間隔の差を小さくして気泡の発生を抑制することができる。
【００５４】
本実施形態では、粒径が７．２５μｍと１０μｍとの２種類のビーズから成るスペーサ５０を用いて２種類作製し、それぞれ基板２２，２４間に挿入する樹脂量を０．３２ｃｃ（一落滴点当たり０．０２ｃｃ、１６点落滴）として接着したところ、粒径が７．２５μｍのものには気泡残留が見られたが、１０μｍのものでは気泡残留が見られなかった。このことからビーズの粒径を１０μｍ以上にすることによって気泡残留防止の効果があることが判った。また、スペーサの粒径を、たとえば１００μｍ以上とするとカラーフィルタ基板２２とＥＬ素子基板２４との間隔が大きくなり、毛細管現象を利用して樹脂３３を広げることが困難となるとともにＥＬ素子部２３とカラーフィルタ３２との間隔が大きくなって視野角が低下するといった問題を有する。
【００５５】
基板２２，２４間に挿入された樹脂３３は毛細管現象によって広がり、この広がる過程において各基板２２，２４には、相互の密着する方向に力が作用して基板貼合わせ時に凹んだ歪みが解消されることになるが、広がった樹脂がカラーフィルタ基板２２の周縁まで達すると、毛細管現象による樹脂３３の広がりが停止してしまい、ＥＬ素子基板２４の歪みが解消されず、表示品位が低下してしまう。基板２２，２４間に挿入する樹脂量が多すぎると、このような問題が生じるが、これとは逆に挿入する樹脂量が少すぎると基板２２，２４間全面にわたって樹脂３３を広げて充填することができず、この場合も表示品位を低下させることになる。
【００５６】
したがって、上述した作製方法において粒径１０μｍのビーズのスペーサ５０を用いて、基板２２，２４間に挿入する樹脂量を０．２８ｃｃ，０．３２ｃｃ，０．４０ｃｃ，０．４４ｃｃ（全て落滴数１６点）として接着したところ、０．４４ｃｃのものにはやや目立った歪みが見られた。これにより、基板２２，２４間に挿入する樹脂量は０．４４ｃｃより少なくすることが望ましい。したがって、樹脂が充填されるべき基板２２，２４間の領域の面積をＳ、本実施形態ではＥＬ素子基板２４の他表面２４ｂに対向するカラーフィルタ基板２２の一表面の面積をＳとし、スペーサの粒径をｄとしたとき、基板間に挿入する樹脂量Ｄ、本実施形態ではカラーフィルタ基板２２上に落滴する総樹脂量Ｄは、
Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の条件を満たすことが望ましいことがわかった。なお、本実施形態ではＳ＝２００ｃｍ²であり、ｄ＝１０μｍであり、Ｄ＝０．４４ｃｃである。
【００５７】
また、基板間隔がｄで面積Ｓにわたって樹脂を広げるときの樹脂量Ｄの下限値はＳ・ｄとなるので、挿入する樹脂量Ｄは、
Ｓ・ｄ＜Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の条件を満たすものが望ましい。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、落滴した樹脂が下方を向くことにより、凸状形態をとりやすく、しかも落滴した前記樹脂をその自重によってさらに凸状に隆起させて両基板を貼り合わせることで、確実に気泡混入を防いで基板間に樹脂を充填させることができる。
【００５９】
請求項２記載の本発明によれば、密着させた基板間隙の毛細管現象を利用して樹脂を周囲に広げて基板間に充填させることにより、基板に外力を加えることなく、歪んだ基板を平坦化して接着させることができ表示品位の低下を防ぐことができる。
【００６０】
請求項３記載の本発明によれば、樹脂落滴時には粘度が高いため凸状に効果的に隆起させることが可能であり、熱硬化時には樹脂の粘度が低下して基板間に樹脂を効果的に広げることができる。
【００６１】
請求項４記載の本発明によれば、基板間にスペーサを介在させることにより、上下基板の完全な密着を防ぎ、樹脂の広がりを円滑にすることができる。
【００６２】
請求項５記載の本発明によれば、スペーサを予め一方の基板に固着させることにより生産性を向上し、生産コストを低減することができる。
【００６３】
請求項６記載の本発明によれば、スペーサの粒径を１０μｍ以上とすることにより、気泡残留の原因となる局所的な基板凹凸を緩和し、樹脂の広がりを均一にして気泡残留を防ぐことができる。
【００６４】
請求項７記載の本発明によれば、基板間に挿入する樹脂量Ｄを、
Ｓ・ｄ＜Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の範囲に選ぶことによって、落滴箇所に余分な樹脂が残り凹みとして基板歪みを生じさせることを防ぎ、また落滴する樹脂が少すぎ基板間に樹脂を完全に充填することができず、樹脂の広がり残りが基板間に発生することが防がれる。
【００６５】
請求項８記載の本発明によれば、樹脂をジグザグ状に落滴することによって、気泡を発生させることなく矩形形状の基板間に樹脂を効果的に充填することができる。
【００６６】
請求項９記載の本発明によれば、請求項１〜８に記載される接着方法を用いてＥＬ素子基板とカラーフィルタ基板とを接着してカラーＥＬ表示装置を製造することによって、気泡の発生、表示画面の歪みおよび視野角の低下を防いで表示品位をの向上したカラーＥＬ表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である透光性基板の接着方法を用いて製造されたカラーＥＬ表示装置２０を示す断面図である。
【図２】ＥＬ素子基板２４と、液状硬化性樹脂３３を落滴したカラーフィルタ基板２２を示す断面図である。
【図３】樹脂３３の落滴位置を示すカラーフィルタ基板２２の平面図である。
【図４】カラーフィルタ基板２２とＥＬ素子２３との貼合わせ時の状態を示す断面図である。
【図５】密着した基板間隙における表面張力の作用する状態と、毛細管現象で挿入樹脂３３が広がる様子を模式的に示す図である。
【図６】局所的凹部Ｐにおける気泡残留の発生する過程を模式的に示す図である。
【符号の説明】
２０カラーＥＬ表示装置
２１ＥＬ素子
２２カラーフィルタ基板
２３ＥＬ素子部
２４ＥＬ素子基板
２５シール部
２６第１電極
２７第１絶縁膜
２８発光層
２９第２絶縁膜
３０第２電極
３１基板
３２カラーフィルタ
３３熱硬化性樹脂
４０光硬化性樹脂
５０スペーサ

Claims

少なくとも一方が透光性基板である２枚の基板を貼合わせて接着する透光性基板の接着方法において、
一方の基板の表面に液状硬化性樹脂を凸状に隆起するように複数滴落滴し、
前記樹脂が落滴した表面を下方に向けて他方の基板に対向させ、落滴した前記樹脂をその自重によってさらに凸状に隆起させ、
両基板を貼り合せて前記基板間に前記樹脂を広げて充填し、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする透光性基板の接着方法。
前記基板間に前記樹脂を介在させ、前記樹脂の毛細管現象を利用して前記基板間に前記樹脂を広げ、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１記載の透光性基板の接着方法。
前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、常温時の粘度が熱硬化時の粘度よりも高いことを特徴とする請求項１または２記載の透光性基板の接着方法。
予め定める一定の粒径のスペーサを前記基板間に介在させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透光性基板の接着方法。
前記スペーサは、予め一方の基板の表面に固着させ、その後両基板を貼合わせることを特徴とする請求項４記載の透光性基板の接着方法。
前記スペーサの粒径は、１０μｍ以上とすることを特徴とする請求項４または５記載の透光性基板の接着方法。
前記樹脂が充填されるべき前記基板間の領域の面積をＳとし、スペーサの粒径をｄとしたとき、前記基板間に挿入する前記樹脂の樹脂量Ｄは、
Ｓ・ｄ＜Ｄ＜Ｓ・（ｄ＋１２μｍ）
の範囲に選ばれることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の透光性基板の接着方法。
前記樹脂を一方の基板の表面にジグザグ状に落滴して、両基板を貼合わせることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載の透光性基板の接着方法。
前記２枚の基板のうちの一方の基板は、透光性を有し、一表面上に透光性を有する第１電極、ＥＬ発光層および第２電極が形成され、他表面からＥＬ光を出射するＥＬ素子基板であり、
前記２枚の基板のうちの他方の基板は、透光性を有し、一表面上にカラーフィルタが設けられるカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれかに記載の透光性基板の接着方法。