JP5530233B2 - シーリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シーリング装置に関する。
最近、ディスプレイ装置は、携帯が可能な薄型の平板表示装置に代替される趨勢である。平板ディスプレイ装置のうちでも、電界発光ディスプレイ装置は、自発光型ディスプレイ装置であって、視野角が広く、かつコントラストにすぐれるだけではなく、応答速度が速いという長所を有し、次世代ディスプレイ装置として注目されている。また、発光層の形成物質が有機物から構成される有機発光ディスプレイ装置は、無機発光ディスプレイ装置に比べて、輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれ、かつ多色化が可能であるという点を有する。
一般的な有機発光ディスプレイ装置は、一対の電極、すなわち、第1電極と第2電極との間に発光層を含んだ、少なくとも1層以上の有機層が介在された構造を有する。前記第1電極は、基板上に形成されており、正孔を注入する正極(anode)の機能を果たし、前記第1電極の上部には、有機層が形成されている。前記有機層上には、電子を注入する負極(cathode)の機能を果たす第2電極が、前記第1電極と対向するように形成されている。
かような有機発光ディスプレイ装置は、周辺環境から、水分や酸素が素子内部に流入する場合、電極物質の酸化、剥離などで素子寿命が短縮され、発光効率が低下するだけではなく、発光色の変質のような問題点が発生する。
従って、有機発光ディスプレイ装置の製造において、素子を外部から隔離し、水分が浸透できないように、密封(sealing)処理が一般的に行われている。かような密封処理方法として、一般的には、有機発光ディスプレイ装置の第2電極上部に、ポリエチレンテレフタレート(PET)のような有機高分子をラミネートしたり、吸収剤を含む金属やガラスでカバーまたはキャップ(cap)を形成し、その内部に窒素ガスを充填させた後、前記カバーまたはキャップの枠をエポキシのような密封材でカプセル密封したりする方法が使われている。
しかし、このような方法は、外部から流入する水分や酸素などの素子破壊性因子を100%遮断することが不可能であり、素子構造が水分に特に脆弱な能動型前面発光構造の有機発光ディスプレイ装置に適用するには不利であり、これを具現するための工程も複雑である。前記のような問題点を解決するために、密封材としてフリット(frit)を使用し、素子基板とキャップとの密着性を向上させるカプセル密封方法が考案された。
ガラス基板にフリットを塗布し、有機発光ディスプレイ装置を密封する構造を使用することによって、素子基板とキャップとの間が完全に密封されるので、さらに効果的に有機発光ディスプレイ装置を保護することができる。
フリットでもってカプセル密封する方法は、フリットをそれぞれの有機発光ディスプレイ装置のシーリング部に塗布した後、レーザ照射装置が移動し、それぞれの有機発光ディスプレイ装置のシーリング部にレーザを照射してフリットを硬化させてシーリングする。
しかし、周辺に影響を及ぼさずにフリットを溶かすために、レーザを照射して局部的に熱を加えることになれば、レーザによって加熱された部分と加熱されていない部分との間に応力が発生し、フリットと基板とに、マイクロ・クラック(micro−crack)が発生し、このマイクロ・クラックが拡大することがある。また、基板の面取り工程時に、切断面にバリ(burr)が発生する割れ不良が生じるという問題点がある。
従って、本発明の主な目的は、第1基板と第2基板とを接合するとき、応力発生を最小化させ、切断面に対する割れ不良を最小化できるシーリング装置、及びこれを利用した平板ディスプレイ装置の製造方法を提供することである。
本発明の一実施形態によるシーリング装置は、接合部材を利用し、第1基板と第2基板とを接合するシーリング装置において、前記第1基板が載置されるステージと、前記第1基板と前記第2基板との間に配される前記接合部材に光を照射するハロゲンランプと、前記ハロゲンランプから発散される光を前記接合部材に向けるように反射させる反射装置と、を具備し、前記反射装置は、前記ハロゲンランプに対して凹型に形成され、前記ハロゲンランプが放射する前記光を反射させ、前記接合部材に前記光を集光させるものであり、前記ハロゲンランプは、前記光を前記接合部材に照射しつつ、前記第1基板の一方向と交差する方向に移動する。
本発明において、前記第1基板の一方向は、前記第1基板の1辺の長手方向でありうる。
本発明において、前記ハロゲンランプは、前記第1基板の一方向と垂直な方向に移動しつつ、前記光を前記接合部材に照射することができる。
本発明において、前記ハロゲンランプの長さは、前記第1基板の一方向の長さと同じ長さを有することができる。
本発明において、前記ハロゲンランプの長さは、前記第1基板の一方向の長さよりさらに長いものでありうる。
本発明において、前記ハロゲンランプの出力は、2ないし10KWでありうる。
本発明において、前記反射装置は、前記ハロゲンランプの長さと同一であるか、あるいはさらに長く形成されうる。
本発明において、前記反射装置は、前記ハロゲンランプに対して凹型に形成され、前記ハロゲンランプが放射する前記光を反射させ、前記接合部材に前記光を集光させうる。
本発明において、前記第2基板上に配され、前記ハロゲンランプから放射された前記光のうち、前記接合部材に向かう光は透過させ、前記接合部材が塗布されていない領域に向かう光は透過させない光遮断膜をさらに具備できる。
本発明において、前記光遮断膜は、前記第2基板上に離隔されて配されうる。
本発明において、前記第1基板と前記ステージとの間に配される反射板をさらに具備できる。
本発明において、前記第1基板は、有機発光部を有する複数個のセルを具備し、前記第2基板は、前記セルを密封するように、前記第1基板上に配され、前記接合部材は、前記セルそれぞれを取り囲むように、前記第1基板と前記第2基板との間に塗布されうる。
本発明において、前記ハロゲンランプは、前記セルが配列された一方向全体に、前記光を放射できる。
本発明において、前記ハロゲンランプは、前記セルが配列された一方向と交差する方向に移動しつつ、前記光を前記接合部材に照射することができる。
本発明において、前記ハロゲンランプは、前記セルが配列された一方向と垂直な方向に移動しつつ、前記光を前記接合部材に照射することができる。
本発明において、前記接合部材は、フリットからなりうる。
本発明の一実施形態による平板ディスプレイ装置の製造方法は、接合部材を利用し、第1基板と第2基板とを接合し、ハロゲンランプを有するシーリング装置を利用した平板ディスプレイ装置の製造方法において、(a)前記第1基板と第2基板との間に接合部材を配する段階と、(b)前記第1基板と前記第2基板とを合着する段階と、(c)合着された前記第1基板と前記第2基板とを、前記シーリング装置のステージ上に載置させる段階と、(d)前記ハロゲンランプから発生した光を集光しつつ、前記接合部材に照射すると同時に、前記第1基板の一方向の全体に、前記光を照射する段階と、(e)前記ハロゲンランプを前記一方向と交差する方向に移動させつつ、前記接合部材に前記光を照射する段階と、(f)前記照射された光によって前記接合部材を硬化させ、前記第1基板と前記第2基板とを接合する段階とを含みうる。
本発明において、前記(d)段階において、前記光は、反射装置によって反射されて集光され、前記接合部材に照射されうる。
本発明において、前記(d)段階において、前記第1基板の一方向は、前記第1基板の1辺の長手方向でありうる。
本発明において、前記(e)段階で、前記ハロゲンランプを前記一方向と垂直な方向に移動させつつ、前記接合部材に前記光を照射することができる。
本発明において、前記接合部材は、フリットからなりうる。
本発明において、前記(c)段階と前記(d)段階との間に、前記ハロゲンランプから放射された前記光のうち、前記接合部材に向かう光を透過させ、前記接合部材が塗布されていない領域に向かう光を透過させない光遮断膜を、前記第2基板上に配する段階をさらに含みうる。
本発明において、前記光遮断膜は、前記第2基板上に離隔されて配されうる。
本発明において、前記ハロゲンランプの出力は、2ないし10KWでありうる。
前記の通りになる本発明のシーリング装置は、基板上に一列に配されたセルの接合部材に、同時に光を照射して溶融するので、セル間の応力差によるクラック発生を防止できる。
本発明の一実施形態によるシーリング装置を概略的に示す斜視図である。 図1のシーリング装置を概略的に示す断面図である。 図1のシーリング装置を概略的に示す平面図である。 従来のレーザシーリング装置を利用したシーリング方法を概略的に示す図面である。 セル間に発生する応力差の分布を概略的に示す図面である。 セル間に発生するクラックCを概略的に示す断面図である。
以下、添付された図面に図示された本発明の実施形態を参照しつつ、本発明について詳細に説明する。図面での要素の形状及び大きさは、さらに明確な説明のために誇張され、図面上の同じ符号で表示される要素は、同じ要素である。
図1は、本発明の一実施形態によるシーリング装置100を概略的に示す斜視図であり、図2は、図1のシーリング装置100を概略的に示す断面図である。
図1及び図2を参照すれば、本発明の一実施形態によるシーリング装置100は、ステージ110、光照射部120及び光遮断膜140を具備できる。
ステージ110上には、第1基板101及び第2基板102が載置される。ステージ110上において、光照射部120から光が照射されることによって、第1基板101と第2基板102とを固定させることができる。そして、第1基板101と第2基板102との間には、接合部材103が塗布されている。
光照射部120は、第1基板101と第2基板102との間の接合部材103に光を照射して接合部材103を溶融させ、第1基板101と第2基板102とを接合させる。
光照射部120は、ハロゲンランプ121と反射装置122とからなりうる。図面には図示されていないが、光照射部120は、ガイド(図示せず)によって支持され、第1基板101及び第2基板102の上部を移動可能に装着されうる。
ハロゲンランプ121は、ガイドに沿って移動しつつ、第2基板102上から、接合部材103に向かって光を照射する。ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102上の一方向全体に光を照射することができる。詳細には、図1に図示されているように、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の横方向x全体に光を同時に照射することができる。本発明はこれに限定されるものではなく、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の縦方向yや、第1基板101及び第2基板102の対角線方向など、第1基板101及び第2基板102の一方向全体に光を照射することができる。ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の一方向全体に光を照射するために、一定長さの円柱状を有することができる。ハロゲンランプ121は、図1に図示されているように、円筒形に形成されうる。ハロゲンランプ121は、断面が円形ではない、多角形にもなりうる。
ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102上の一方向全体に光を照射することができるほどの長さを有することが望ましい。すなわち、ハロゲンランプ121が図1のように、第1基板101及び第2基板102の横方向全体に光を照射する場合、ハロゲンランプ121の長さは、第1基板101及び第2基板102の横長と同一であるか、またはそれより長くありえる。また、ハロゲンランプ121が第1基板101及び第2基板102の縦方向全体に光を照射する場合、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の縦長と同一であるか、またはそれより長くありえる。
ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の一方向全体に光を照射しつつ、前記一方向と交差する方向に移動し、光を接合部材103に照射する。望ましくは、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の一方向全体に光を照射しつつ、前記一方向xに垂直な方向yに移動しつつ、光を照射することができる。
図3は、図1のシーリング装置100を概略的に示す平面図である。図3を参照すれば、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の横方向全体に光を照射することができるように配される。すなわち、ハロゲンランプ121は、第1基板101上で、横列R1に配されたセルC1,C2,C3,…,C6の接合部材103に、同時に光を照射することができる。ハロゲンランプ121は、同じ列に配されたセルC1,C2,C3,…,C6の接合部材103に同時に光を照射しつつ、長手方向xに配されたハロゲンランプ121が垂直方向yに移動しつつ、セルの接合部材103に光を照射する。
図4は、従来のレーザシーリング装置を利用したシーリング方法を概略的に示す。図4を参照すれば、従来のレーザシーリング装置は、スポットビーム(spot beam)SBを利用し、それぞれのセルC1を取り囲む接合部材103を時計回り方向か逆時計回り方向に照射して溶融した後、隣接したセルC2に移動し、前記セルC2を取り囲む接合部材103を照射して溶融した。このように、個別セル単位でレーザを照射するので、レーザが照射されたセルC1と、前記セルC1と隣接してレーザが照射されていないセルC2との間に応力差が発生し、セル間にマイクロ・クラックCR(図5B)が形成されうる。これによって、セル単位で面取りする工程で、切断面にバリ(burr)が発生する割れ不良が発生しうるという問題点があった。
図5Aは、セル間に発生する応力差の分布を概略的に示し、図5Bは、セル間に発生するクラックCRを概略的に示す断面図である。図5A及び図5Bを参照すれば、レーザビームを照射された接合部材103aと、レーザビームを照射されていない接合部材103bとの間には、温度差によって応力Fの差が発生し、レーザビーム既照射の接合部材103aとレーザビーム未照射の接合部在103bとの間の基板上に、クラックCRが発生しうる。
しかし、本発明の一実施形態によるシーリング装置100は、第1基板101及び第2基板102の一方向に配列されたセルC1,C2,C3,…,C6全体に光を照射するので、セルC1,C2,C3,…,C6間に発生しうる応力の差を最小化しうる。それによって、セルC1,C2,C3,…,C6それぞれを面取りする工程で発生する切断面割れ不良を防止できる。
ハロゲンランプ121は、ほぼ2ないし10Kwの出力を有することができる。
反射装置122は、ハロゲンランプ121上に配され、ハロゲンランプ121から放射される光を接合部材103に向けるように、反射させて集光させうる。反射装置122は、ハロゲンランプ121の形状によって、さまざまな形状を有することができるが、図1に図示されているように、円筒形であるハロゲンランプ121に対して、反射装置122は、凹型に形成されうる。反射装置122は、ハロゲンランプ121の長さと同一であるか、あるいはさらに長く形成されうる。
光遮断膜140は、第2基板102の上側に載置される。光遮断膜140は、ハロゲンランプ121から放射された光のうち、接合部材103に向かう光は透過させ、接合部材103が塗布されていない領域に向かう光は透過させない。セルC1の内部には、発光部104が存在する。ハロゲンランプ121から放射される光は、接合部材103を溶融させるほどの高温であるから、前記光が発光部104に照射される場合には、発光部104を劣化させることがある。従って、光遮断膜140は、ハロゲンランプ121から照射される光が、接合部材103にのみ照射され、発光部104には照射させない。光遮断膜140は、接着部材103に対応する領域にパターンが形成されており、ハロゲンランプ121から照射される光が接合部材103に照射され、発光部104には光遮断膜140によって前記光が遮断され照射されず、前記光から発光部104を保護することができる。
光遮断膜140は、第2基板102上に離隔されて配されうる。すなわち、光遮断膜140と第2基板102との間には、所定の間隔tが存在しうる。光遮断膜140は、ハロゲンランプ121から放射される光を受けるようになるので、その温度が上昇することになるので、光遮断膜140が第2基板104に密着して配される場合には、光遮断膜140の温度が、第1基板101及び第2基板102に伝達され、発光部104に影響を与えることがある。従って、本発明は、光遮断膜140と第2基板102との間に、一定の間隔tを維持し、加熱された光遮断膜140から発光部104への熱伝達を防止し、前記間隔tでの気流を介して、光遮断膜140を冷却させることができる。
反射板150は、第1基板101とステージ110との間に配される。反射板150は、光遮断膜140と第1基板101及び第2基板102とを透過した光を反射し、前記光によってステージ110が加熱されることを防止する。
以下、本発明の一実施形態による平板ディスプレイ装置の製造方法を説明する。
まず、第1基板101と第2基板102とを設ける。第1基板101上に、発光部104を配し、第2基板102上には、接合部材103を配する。
次に、第1基板101と第2基板102とを合着する。第1基板101と第2基板102とを合着した場合、接合部材103は、発光部104を取り囲むようになる。
次に、合着された第1基板101及び第2基板102を、シーリング装置100のステージ110上に載置させる。ステージ110は、ハロゲンランプ121から光を照射する間、第1基板101及び第2基板102を固定させる。
第1基板101及び第2基板102をステージ110上に載置させた後、ハロゲンランプ121から放射された光を接合部材103に照射するが、第1基板101及び第2基板102の一方向全体に接合部材103に、前記光を同時に照射する。ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の一方向全体を照射する。図3に図示されているように、ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の横方向x全体を同時に照射することができる。
ハロゲンランプ121は、第1基板101及び第2基板102の一方向全体を照射しつつ、前記一方向と交差する方向に移動し、接合部材103に光を照射する。ハロゲンランプ121が第1基板101及び第2基板102の横方向x全体を同時に照射する場合、ハロゲンランプ121は、前記横方向xの垂直な方向の縦方向yに移動しつつ、接合部材103に光を照射することができる。
前記光が照射された接合部材103は、溶融されて硬化し、第1基板101と第2基板102とを接合させる。
ハロゲンランプ121から放射された光は、反射装置122によって反射されて集光され、接合部材103に照射される。
ハロゲンランプ121から放射された光は、第2基板102上に配された光遮断膜140によって、接合部材103が塗布された領域は透過するが、接合部材103が塗布されていない領域は透過しない。
接合部材103は、フリットでありうる。
前述の平板ディスプレイ装置は、第1基板と第2基板とが接合され、第1基板と第2基板との間に発光部が存在することを意味し、有機発光ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置などを含む。また、液晶ディスプレイ装置も含む。
本発明は、前述の実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、特許請求の範囲によって限定するものであり、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で、多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは、当技術分野の当業者に自明なことである。
100 シーリング装置、
101 第1基板、
102 第2基板、
103 接合部材、
103a 照射される接合部材、
103b 照射されていない接合部材、
104 発光部、
110 ステージ、
120 光照射部、
121 ハロゲンランプ、
122 反射装置、
140 光遮断膜、
150 反射板、
C セル、
CR クラック、
F 応力、
R 列、
SB スポットビーム。

Claims (23)

  1. 接合部材を利用し、第1基板と第2基板とを接合するシーリング装置において、
    前記第1基板が載置されるステージと、
    前記第1基板と前記第2基板との間に配される前記接合部材に光を照射するハロゲンランプと、
    前記ハロゲンランプから発散される光を前記接合部材に向けるように反射させる反射装置と、を具備し、
    前記反射装置は、前記ハロゲンランプに対して凹型に形成され、前記ハロゲンランプが放射する前記光を反射させ、前記接合部材に前記光を集光させるものであり、
    前記ハロゲンランプは、前記光を前記接合部材に照射しつつ、前記第1基板の一方向と交差する方向に移動することを特徴とするシーリング装置。
  2. 前記第1基板の一方向は、前記第1基板の1辺の長手方向であることを特徴とする請求項1に記載のシーリング装置。
  3. 前記ハロゲンランプは、前記光を前記接合部材に照射しつつ、前記第1基板の一方向と垂直な方向に移動することを特徴とする請求項1または2に記載のシーリング装置。
  4. 前記ハロゲンランプの長さは、前記第1基板の一方向の長さと同じ長さを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  5. 前記ハロゲンランプの長さは、前記第1基板の一方向の長さよりさらに長いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  6. 前記ハロゲンランプの出力は、2ないし10KWであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  7. 前記反射装置は、前記ハロゲンランプの長さと同一であるか、あるいはさらに長く形成されうることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  8. 前記第2基板上に配され、前記ハロゲンランプから放射された前記光のうち、前記接合部材に向かう光は透過させ、前記接合部材が塗布されていない領域に向かう光は透過させない光遮断膜をさらに具備することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  9. 前記光遮断膜は、前記第2基板上に離隔されて配されることを特徴とする請求項8に記載のシーリング装置。
  10. 前記第1基板と前記ステージとの間に配される反射板をさらに具備することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  11. 前記第1基板は、有機発光部を有する複数個のセルを具備し、
    前記第2基板は、前記セルを密封するように、前記第1基板上に配され、
    前記接合部材は、前記セルそれぞれを取り囲むように、前記第1基板と前記第2基板との間に塗布されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  12. 前記ハロゲンランプは、前記セルが配列された一方向の全体に、前記光を放射できることを特徴とする請求項11に記載のシーリング装置。
  13. 前記ハロゲンランプは、前記光を前記接合部材に照射しつつ、前記セルが配列された一方向と交差する方向に移動することを特徴とする請求項12に記載のシーリング装置。
  14. 前記ハロゲンランプは、前記光を前記接合部材に照射しつつ、前記セルが配列された一方向と垂直方向に移動することを特徴とする請求項13に記載のシーリング装置。
  15. 前記接合部材は、フリットからなることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載のシーリング装置。
  16. 接合部材を利用し、第1基板と第2基板とを接合し、ハロゲンランプを有するシーリング装置を利用した平板ディスプレイ装置の製造方法において、
    (a)前記第1基板と前記第2基板との間に前記接合部材を配する段階と、
    (b)前記第1基板と前記第2基板とを合着する段階と、
    (c)合着された前記第1基板と前記第2基板とを、前記シーリング装置のステージ上に載置させる段階と、
    (d)前記ハロゲンランプから発生した光を集光しつつ前記接合部材に照射すると同時に、前記第1基板の一方向の全体に前記光を照射する段階と、
    (e)前記ハロゲンランプを、前記接合部材に前記光を照射しつつ、前記一方向と交差する方向に移動させる段階と、
    (f)前記照射された光によって前記接合部材を硬化させ、前記第1基板と前記第2基板とを接合する段階と、
    を含む平板ディスプレイ装置の製造方法。
  17. 前記(d)段階において、
    前記光は、反射装置によって反射されて集光され、前記接合部材に照射されることを特徴とする請求項16に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  18. 前記(d)段階において、
    前記第1基板の一方向は、前記第1基板の1辺の長手方向であることを特徴とする請求項16または17に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  19. 前記(e)段階は、
    前記ハロゲンランプを、前記接合部材に前記光を照射しつつ、前記一方向と垂直な方向に移動させることを特徴とする請求項16から18のいずれか1項に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  20. 前記接合部材は、フリットからなることを特徴とする請求項16から19のいずれか1項に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  21. 前記(c)段階と前記(d)段階との間に、
    前記ハロゲンランプから放射された前記光のうち、前記接合部材に向かう光を透過させ、前記接合部材が塗布されていない領域に向かう光を透過させない光遮断膜を、前記第2基板上に配する段階をさらに含むことを特徴とする請求項16から20のいずれか1項に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  22. 前記光遮断膜は、前記第2基板上に離隔されて配されることを特徴とする請求項21に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
  23. 前記ハロゲンランプの出力は、2ないし10KWであることを特徴とする請求項16から22のいずれか1項に記載の平板ディスプレイ装置の製造方法。
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