JP2005032682A - 基板の封止方法および封止装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光素子を搭載した基板に対して封止樹脂によってガラス板を貼り合わせて封止する場合に、封止樹脂をボイドがなく均一な膜厚として封止し得る封止方法および封止装置を提供すること。
【解決手段】 有機EL素子15が搭載されたガラス基板11に未硬化の封止樹脂21をスクリーン印刷法によってガラス基板11の一端側11aで薄く他端側11bで厚くなるよう傾斜印刷する。次いで封止樹脂21にガラス板51を重ね、封止樹脂21を厚くした他端側11bを先頭にして、所定の間隔に設定されている上下二本のロール45a、45bの間を通過させることにより、厚い封止樹脂21はしごかれて薄い方へ移動され、封止樹脂21はボイドを含むことなく均一な厚さとなる。その後、封止樹脂21を硬化させることによって封止が完了する。
【選択図】 図1
Description
本発明は基板の封止方法および封止装置に関するものであり、更に詳しくは、発光素子が搭載された基板を封止樹脂によってガラス板で封止するに際し、封止樹脂が均一な厚さでボイドを含まないように封止する封止方法とその封止に使用される装置に関するものである。
発光素子による表示パネルでは、基板(ガラス基板であってもよい)に搭載された発光素子を保護するべく、発光素子が搭載された基板面に封止樹脂を適用し、保護用のガラス板を重ねて封止することが行われる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示パネルにおいては、湿気や熱に弱い有機EL素子を保護するために、図7に示すように、ガラス基板に搭載された有機EL素子を封止樹脂によって保護用のガラス板で封止することが行われる。すなわち、図7−Aは、ガラス基板1の面に形成された透明な陽極2上に、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層からなる有機EL層3と陰極4とからなる複数の有機EL素子5が二次元に配列して搭載されている状態を示し、図7−Bはその上に封止樹脂6を適用して保護用のガラス板7を貼り合わせて封止する状態を示している(例えば特許文献1、特許文献2を参照。)。
ガラス基板に対して未硬化の封止樹脂を適用する一般的な方法としては、スクリーン印刷機によって封止樹脂を印刷する方法と、ディスペンサーによって封止樹脂を描画する方法がある。このうち、スクリーン印刷法はスクリーン(印刷版)に封止樹脂を乗せ、スキージで掻いてスクリーンに形成されている開口から封止樹脂を押し出すが、この時にスクリーンが若干伸縮することから、封止樹脂を高精度で所定のパターンに形成させたい場合には若干問題がある。しかし、広い面積に封止樹脂を短時間で適用できるほか、スクリーンの面積が小さい場合にはパターン精度は特に問題とならない。これに対して、ディスペンサー法はディスペンサーの吐出口からの封止樹脂の吐出量を高い精度で一定に維持することができるので、ガラス基板への封止樹脂の適用量を一定にしたい場合に採用されることが多い。しかし、ディスペンサーは基本的には一筆書きの吐出機器であるために、ガラス基板の面積が大である場合には封止樹脂の適用に時間を要し生産性に劣る。
上述したように、ディスペンサー法は面積の大きい大型のガラス基板を対象とする場合には生産性が劣るので、生産性が良好なスクリーン印刷を寸法精度が落ちないようにして液晶表示パネルを製造する方法が開示されている(例えば特許文献3を参照。)。すなわち、大型のガラス基板の全面を大面積の印刷版によってシール剤を一度にスクリーン印刷するのではなく、大型のガラス基板を例えば4面に区分して、それぞれを小面積の印刷版によってシール剤を印刷する方法が提案されており、ディスペンサー法より短時間で寸法精度の高い印刷が可能であるとされている。しかし、この方法は印刷版の面積を小さくしたことよってシール剤の平面的な寸法精度を得ているのであって、厚さの精度が得られている訳ではない。
上記の有機EL表示パネルを製造する場合には、封止樹脂を均一な厚さで薄く適用するべくディスペンサー法を採用すると、上述したようにディスペンサーは一筆書きの装置であるために、一定の面積のガラス基板に封止樹脂を適用する場合には、ディスペンサーの吐出口から封止樹脂を直線状に吐出させる操作を多数回繰り返し、例えば図8に示すように、透明電極2を設け有機EL素子(図示を省略)を搭載したガラス基板1上に封止樹脂6を平行な多数本の線状に並べることになる。そして、その上へ保護用のガラス板7を重ねるが、その重ね合わせ時に封止樹脂6内にボイドを発生させ易いほか、封止樹脂6の面に凹凸を生じて均一な厚さを得難いのである。
また、ディスペンサーからの吐出量を一定にするべく封止樹脂の粘度を一定に維持するために、クリーンな室内環境でディスペンサーの温度を例えば0.5℃の温度単位で管理することを要する。また、ある面積のガラス基板に対して封止樹脂の量に過不足が生じた場合に、それを補正する手段がない。更には、ある対象に設定された適用条件は他の対象に転用することができないので、適用条件の設定とその条件の適否の確認に膨大な時間を要しており、ディスペンサーによる封止樹脂の適用は煩瑣な作業となっている。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、発光素子を搭載した基板に対して封止樹脂によってガラス板を貼り合わせて封止する場合に、封止樹脂をボイドがなく均一な膜厚として封止し得る封止方法および封止装置を提供することを課題とする。
上記の課題は請求項1、請求項2、または請求項7、請求項8の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
請求項1の基板の封止方法は、発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて未硬化の封止樹脂の厚さが徐々に大になるように、前記基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封止樹脂を傾斜印刷する工程と、傾斜印刷された前記封止樹脂を真空脱泡する工程と、真空脱泡された前記封止樹脂にガラス板を重ね、前記基板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて前記封止樹脂を均一な厚さにする工程と、前記封止剤を硬化させる工程と、からなる方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、未硬化の封止樹脂を基板に傾斜印刷し、真空脱泡した後、ガラス板を重ねた状態で、封止樹脂を厚くした基板の他端側を先頭にして、所定の間隔に設定したロール間を通過させるので、狭圧された封止樹脂が封止樹脂の薄い基板の一端側へ順に送られることにより、封止樹脂はボイドを含むことなく厚さが均一化される。その状態で封止樹脂を硬化させるので、封止樹脂がボイドを含むことなく厚さが均一化された状態で、素子を搭載した基板がガラス板によって封止される。
請求項2の基板の封止方法は、発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて未硬化の封止樹脂の厚さが徐々に大になるように、前記基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封止樹脂を傾斜印刷する工程と、傾斜印刷された前記封止樹脂を真空脱泡する工程と、真空脱泡された前記封止樹脂に離型フィルムを重ねた状態で、前記他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて前記封止樹脂を均一な厚さにする工程と、均一な厚さとされた前記封止樹脂を半硬化させる工程と、半硬化された前記封止樹脂から前記離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の前記封止樹脂上にガラス板を重ね、熱プレスして貼り合せる工程と、前記封止樹脂を硬化させる工程と、からなる方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、封止樹脂を基板に傾斜印刷し、真空脱泡した後、離型フィルムを重ねた状態で、封止樹脂を厚くした基板の他端側を先頭にして、所定の間隔に設定したロール間を通過させるので、狭圧された封止樹脂が封止樹脂の薄い基板の一端側へ順に送られることにより、封止樹脂はボイドを含むことなく厚さが均一化される。そして、厚さが均一化された封止樹脂を半硬化させてから離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の封止樹脂上にガラス板を重ねるので、ガラス板の重ね合わせ時における封止樹脂の厚さの変動が抑制され、その状態で熱プレスするのでガラスと封止樹脂とが密接される。それに続いて封止樹脂を硬化させるので、封止樹脂がボイドを含むことなく厚さが均一化された状態で、素子を搭載した基板が封止樹脂を介してガラス板により封止される。
請求項1または請求項2に従属する請求項3の基板の封止方法は、前記基板に対して前記封止樹脂を傾斜印刷する工程が、スクリーン印刷時に、スキージによってスクリーンを掻く速度を前記一端側から前記他端側に向けて漸次加速するか、前記スキージを前記基板の一端側から他端側に向けてほぼ定速で移動させると共に前記基板を漸次下降させ、前記スキージから前記基板までの距離を徐々に拡げるか、または、前記スキージによって前記スクリーンを掻く速度の加速と、前記基板の前記スキージからの下降とを組み合せるか、の何れかによって行われる方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、基板に対する封止樹脂の傾斜印刷を容易化させる。
このようなガラス板による基板の封止方法は、基板に対する封止樹脂の傾斜印刷を容易化させる。
請求項1または請求項2に従属する請求項4の基板の封止方法は、前記封止樹脂として紫外線硬化性および熱硬化性を備えた封止樹脂を使用する方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、要求される硬化条件や、使用し得る硬化装置に応じて、紫外線硬化方法または熱硬化方法を適切に選択することができる。
このようなガラス板による基板の封止方法は、要求される硬化条件や、使用し得る硬化装置に応じて、紫外線硬化方法または熱硬化方法を適切に選択することができる。
請求項2に従属する請求項5の基板の封止方法は、前記離型フィルムとして紫外線透過性を備えたフィルムを使用する方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、封止樹脂の半硬化を紫外線照射によって行うことを可能にし、半硬化時に必要以上の熱が加わることを回避し得る。
このようなガラス板による基板の封止方法は、封止樹脂の半硬化を紫外線照射によって行うことを可能にし、半硬化時に必要以上の熱が加わることを回避し得る。
請求項1または請求項2に従属する請求項6の基板の封止方法は、前記発光素子が有機EL素子、無機EL素子、または発光ダイオード素子である封止方法である。
このようなガラス板による基板の封止方法は、有機EL素子、無機EL素子、または発光ダイオード素子を特に湿気から保護して発光素子を長寿命化させる。
このようなガラス板による基板の封止方法は、有機EL素子、無機EL素子、または発光ダイオード素子を特に湿気から保護して発光素子を長寿命化させる。
請求項7の封止装置は、発光素子が搭載された基板に未硬化の封止樹脂を適用しガラス板を貼り合せて封止する封止装置において、前記封止樹脂を前記基板に印刷するスクリーン印刷機が、少なくともスクリーン掻き速度可変手段を備えたスキージと、高さ位置可変手段を備えた基板支持台との何れかを備えた装置である。
このような封止装置は、基板に対する封止樹脂の傾斜印刷を容易ならしめる。
このような封止装置は、基板に対する封止樹脂の傾斜印刷を容易ならしめる。
請求項8の封止装置は、発光素子が搭載された基板に未硬化の封止樹脂を適用しガラス板を貼り合せて封止する封止装置において、前記封止樹脂の厚さを均一化させる装置が、前記基板、前記封止樹脂、および前記離型フィルムまたは前記ガラス板を重ねた物である三層体を、所定の間隔に調整可能な手段を備えたロールの間に挟圧した状態で通過させるように構成されているものである。
このような封止装置は、上記三層体の封止樹脂の厚さが大である例えば基板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させることにより、封止樹脂の厚い部分がしごかれるように先へ送られるので封止樹脂がボイドを含むことなく均一な厚さとされる。
このような封止装置は、上記三層体の封止樹脂の厚さが大である例えば基板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させることにより、封止樹脂の厚い部分がしごかれるように先へ送られるので封止樹脂がボイドを含むことなく均一な厚さとされる。
本発明の基板の封止方法および封止装置は次に記載するような効果を奏する。
請求項1の基板の封止方法によれば、発光素子を搭載した基板に未硬化の封止樹脂を傾斜印刷し、真空脱泡した後、ガラス板を重ねた状態で、封止樹脂を厚くした基板の他端側を先頭にして、所定の間隔に設定したロール間を通過させるので、封止樹脂は狭圧されて封止樹脂の薄い基板の一端側へ順に送られることにより、封止樹脂はボイドを含むことなく厚さが均一化される。その状態で封止樹脂を硬化させるので、封止樹脂がボイドを含むことなく厚さを均一化された状態で、発光素子を搭載した基板がガラス板によって封止される。
請求項2の基板の封止方法によれば、発光素子を搭載した基板に未硬化の封止樹脂を傾斜印刷し真空脱泡した後、離型フィルムを重ねた状態で、封止樹脂を厚くした基板の他端側を先頭にして、所定の間隔に設定したロール間を通過させるので、封止樹脂は狭圧されて封止樹脂の薄い基板の一端側へ順に送られることにより、封止樹脂はボイドを含むことなく厚さが均一化され、厚さが均一化された封止樹脂を半硬化させてから離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の封止樹脂の上にガラス板を重ね合せるので、ガラス板の重ね合せ時における封止樹脂の厚さの変動が抑制される。また、その状態で熱プレスするので、封止樹脂とガラス板とが密接され、続いて封止樹脂を硬化させるので、封止樹脂がボイドを含むことなく厚さが均一化された状態で、発光素子を搭載した基板が封止樹脂を介しガラス板によって封止される。
請求項3の基板の封止方法によれば、基板に対して封止樹脂を傾斜印刷する工程が、スクリーン印刷時に、スキージによってスクリーンを掻く速度を基板の一端側から他端側に向けて漸次加速するか、スキージを基板の一端側から他端側に向けてほぼ定速で移動させると共に基板を漸次下降させ、スキージから基板までの距離を徐々に拡げるか、または、スキージによってスクリーンを掻く速度の加速と、基板のスキージからの下降とを組み合せるか、の何れかによって行われるので、封止樹脂の厚さを基板の一端側から他端側へ向けて徐々に増大させることができる。
請求項4の基板の封止方法によれば、封止樹脂として紫外線硬化性および熱硬化性を備えた樹脂を使用するので、要求される硬化条件や使用し得る硬化装置に応じ、適切な硬化方法を選択して封止樹脂を硬化させることができる。
請求項5の基板の封止方法によれば、離型フィルムとして紫外線透過性を備えたフィルムを使用するので、離型フィルムを通して紫外線を照射して封止樹脂を半硬化させることができ、半硬化時に封止樹脂が必要以上に加熱されることを回避することができる。
請求項6の基板の封止方法によれば、発光素子として有機EL素子、無機EL素子、または発光ダイオード素子が搭載された基板を封止樹脂と共にガラス板によって封止するので、有機EL素子、無機EL素子、または発光ダイオード素子を特に湿気から保護して発光素子を長寿命化させる。
請求項7の封止装置によれば、未硬化の封止樹脂を基板に印刷するスクリーン印刷機が、少なくともスクリーン掻き速度可変手段を備えたスキージと、高さ位置可変手段を備えた基板支持台との何れかを備えているので、基板に対する封止樹脂の傾斜印刷を容易化させる。
請求項8の封止装置によれば、未硬化の封止樹脂の厚さを均一化させる装置が、基板、封止樹脂、および離型フィルムまたはガラス板の重ねた物である三層体を、所定の間隔に調整したロールの間を挟圧した状態で通過させることが可能であるので、封止樹脂の厚さを大とした例えば基板の他端側を先頭にして所定の間隔のロールの間を通過させることにより、封止樹脂の厚い部分がしごかれて封止樹脂の薄い方へ送られ、封止樹脂をボイドのない均一な厚さとすることができる。
本発明の基板の封止方法は以下に述べるように未硬化の封止樹脂の性質、によって異なる方法で行われる。
A.[封止樹脂の粘度管理が容易であり、膜厚制御が容易である場合]
すなわち、未硬化の封止樹脂が例えばチキソトロピックな性質を有しており、
スキージ等によってせん断応力が掛かる時には粘度が低下するが、せん断応力が掛 からない時には粘度が増大する樹脂である場合には
A−1.発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて、未硬化の封止樹脂 の厚さが徐々に大になるように、基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封 止樹脂を傾斜印刷する工程と、
A−2.傾斜印刷された封止樹脂を真空脱泡する工程と、
A−3.真空脱泡された封止樹脂上にガラス板を重ね、基板の他端側を先頭にして、所定 の間隔に設定された上下のローラの間を通過させて封止樹脂を均一な厚さにする工 程と、
A−4.封止樹脂を硬化させて基板をガラス板で封止する工程と、
からなる方法によって行われる。封止樹脂には熱硬化性または紫外線硬化性の封止 樹脂、好ましくは熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有する封止樹脂が使用される 。
すなわち、未硬化の封止樹脂が例えばチキソトロピックな性質を有しており、
スキージ等によってせん断応力が掛かる時には粘度が低下するが、せん断応力が掛 からない時には粘度が増大する樹脂である場合には
A−1.発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて、未硬化の封止樹脂 の厚さが徐々に大になるように、基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封 止樹脂を傾斜印刷する工程と、
A−2.傾斜印刷された封止樹脂を真空脱泡する工程と、
A−3.真空脱泡された封止樹脂上にガラス板を重ね、基板の他端側を先頭にして、所定 の間隔に設定された上下のローラの間を通過させて封止樹脂を均一な厚さにする工 程と、
A−4.封止樹脂を硬化させて基板をガラス板で封止する工程と、
からなる方法によって行われる。封止樹脂には熱硬化性または紫外線硬化性の封止 樹脂、好ましくは熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有する封止樹脂が使用される 。
後述するBの方法と共通するステップであるが、スクリーン印刷によって基板に封止樹脂を傾斜印刷する方法は、
i)スクリーン印刷時にスキージによってスクリーンを掻く速度を一端側から他端側に向 けて漸次加速するか、
ii )スキージを基板の一端側から他端側に向けてほぼ定速で移動させると共に、基板を 漸次下降させてスキージから基板までの距離を徐々に拡げるか、
iii)上記i)のスキージによってスクリーンを掻く速度の加速と、上記ii)の基板の下降 によるスキージから基板までの距離の拡大とを組み合わせるか、の何れかによって簡 易に行い得る。
i)スクリーン印刷時にスキージによってスクリーンを掻く速度を一端側から他端側に向 けて漸次加速するか、
ii )スキージを基板の一端側から他端側に向けてほぼ定速で移動させると共に、基板を 漸次下降させてスキージから基板までの距離を徐々に拡げるか、
iii)上記i)のスキージによってスクリーンを掻く速度の加速と、上記ii)の基板の下降 によるスキージから基板までの距離の拡大とを組み合わせるか、の何れかによって簡 易に行い得る。
また、A、Bの方法に共通するステップであるが、傾斜印刷された封止樹脂を真空脱泡する方法は、脱泡の開始当初は未硬化の封止樹脂中の有機溶剤や低分子物が沸騰しないように、低真空度として含まれている気泡を排除し、有機溶剤などが飛散するに応じて真空度を高めるようなプログラムに基づいて脱泡する。ただ、真空脱泡の開始時から終了時までの真空度をどのようなプロファイルにするかは、使用する封止樹脂の種類、封止樹脂に添加されている有機溶媒の種類、それらの組み合わせによって異なるので一概には定め得ない。
基板上の封止樹脂にガラス板を重ねる場合、全面を一度に重ね合わせると気泡を抱き込み易く実質的に困難であることから、封止樹脂の厚さを大とした基板の他端側に対し、やや傾斜させたガラス板の一方の端部を合わせてから、重ねる部分を基板の一端側へ進めるようにする。そうすることによって、封止樹脂の厚い部分は順に先へ送られ、全体として封止樹脂の厚さは均一化されるほか、封止樹脂にボイドが含まれることを防ぐことができる。これとは逆に封止樹脂の薄い方の基板の一端側からガラス板の重ね合わせを開始すると、薄い封止樹脂の厚さは更に薄くなるほかボイドを含み易くなるからである。このガラス板の重ね合わせには一般的なラミネータが使用される。
B.[封止樹脂の粘度管理が容易でなく、膜厚制御が容易でない場合]
すなわち、Aの場合とは逆で、未硬化の封止樹脂が例えばチキソトロピックな性質に 欠けており、スキージによって掻くに適した低粘度とされている樹脂である場合には 、
B−1.発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて、未硬化の封止樹脂の厚 さが徐々に大になるように、基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封止樹脂 を傾斜印刷する工程と、
B−2.傾斜印刷された封止樹脂を真空脱泡する工程と、
B−3.真空脱泡された封止樹脂上に離型フィルムを重ね、封止樹脂の厚さを大とした基 板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて封止樹脂を 平坦化させる工程と、
B−4.平坦化された封止樹脂を半硬化させる工程と、
B−5.半硬化された封止樹脂から離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の封止樹脂 の上にガラス板を重ね、熱プレスする工程と、
B−6.封止樹脂を硬化させて基板をガラス板で封止する工程と、
からなる方法によって行われる。封止樹脂には熱硬化性またはUV硬化性の封止樹脂、好ましくは熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有する封止樹脂が使用される。熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有している封止樹脂の場合、要求される硬化条件や使用し得る硬化装置に応じて適切な硬化方法を選択して採用することができるからである。例えば、熱に弱い有機EL素子に対し、可及的に熱が掛からないように封止樹脂の半硬化は紫外線照射で行い、封止樹脂の本硬化は比較的低温度で時間をかけて熱硬化させる等である。
すなわち、Aの場合とは逆で、未硬化の封止樹脂が例えばチキソトロピックな性質に 欠けており、スキージによって掻くに適した低粘度とされている樹脂である場合には 、
B−1.発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて、未硬化の封止樹脂の厚 さが徐々に大になるように、基板に対しスクリーン印刷法によって未硬化の封止樹脂 を傾斜印刷する工程と、
B−2.傾斜印刷された封止樹脂を真空脱泡する工程と、
B−3.真空脱泡された封止樹脂上に離型フィルムを重ね、封止樹脂の厚さを大とした基 板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて封止樹脂を 平坦化させる工程と、
B−4.平坦化された封止樹脂を半硬化させる工程と、
B−5.半硬化された封止樹脂から離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の封止樹脂 の上にガラス板を重ね、熱プレスする工程と、
B−6.封止樹脂を硬化させて基板をガラス板で封止する工程と、
からなる方法によって行われる。封止樹脂には熱硬化性またはUV硬化性の封止樹脂、好ましくは熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有する封止樹脂が使用される。熱硬化性と紫外線硬化性との両方を有している封止樹脂の場合、要求される硬化条件や使用し得る硬化装置に応じて適切な硬化方法を選択して採用することができるからである。例えば、熱に弱い有機EL素子に対し、可及的に熱が掛からないように封止樹脂の半硬化は紫外線照射で行い、封止樹脂の本硬化は比較的低温度で時間をかけて熱硬化させる等である。
封止樹脂の傾斜印刷と真空脱泡は上述したAの場合と同様に施される。真空脱泡した後、封止樹脂上に離型フィルムを重ね、基板、封止樹脂、および剥離フィルムを重ねた物である三層体をロール間に送り込んで封止樹脂の膜厚を均一化させるが、この場合においても、封止樹脂の厚さを大とした基板の他端側を先頭にし、所定の間隔に設定されたローラの間を通過させる。そのことにより、封止樹脂の厚い部分は順に先へ送られるので、全体として封止樹脂の厚さは均一化され、かつ封止樹脂にボイドが含まれることも防ぐことができる。
封止樹脂を平坦化させた後は、紫外線照射するか、または加熱して封止樹脂を半硬化させる。紫外線を照射する場合には剥離フィルムは紫外線透過性を有するもの、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの片面に非粘着性のフッ素樹脂またはシリコーン樹脂をコーティングして易剥離面としたものが使用される。この半硬化によって、封止樹脂の粘度が上昇するので、その後にガラス板を重ねるに際して厚さ変動することが防がれ、かつその状態でも加熱することによって封止樹脂は粘度低下するので、加熱によるガラス板との密接性は充分に残されたものとなる。
そして、封止樹脂を半硬化させた後は、剥離フィルムを剥がし、平坦で均一な厚さとされた半硬化の封止樹脂の上にガラス板を重ねて熱プレスを行う。この熱プレスは封止樹脂を粘度低下させて、 封止樹脂とガラス板とを密接させる意味を有する。その後、 封止樹脂を本硬化させて、ガラス板による基板の封止が完了する。勿論、上記熱プレスに続き熱プレス装置によって封止樹脂を熱硬化により本硬化させてもよい。
以下、本発明のガラス板による基板の封止方法およびその装置を実施例により図面を参照して説明する。
実施例1は未効果の封止樹脂の粘度管理が容易であり、膜厚制御が容易であるAの場合に対応する実施例であり、図1はAの場合の封止方法をステップ的に説明する図である。
図1−Aはガラス基板11に対し、未硬化の封止樹脂21をスクリーン印刷法により、図示しないスクリーンをスキージ19で掻いて傾斜印刷している状態を示す図である。すなわち、ガラス基板11の一端側11aでは封止樹脂21の厚さを小とし、他端側11bへ向って漸増させて、他端側11bで厚さを大になるように傾斜印刷する。なお、図を簡略化して示すために、図1から図6までにおいては、ガラス基板1の上面に陽極としての透明電極2が形成されているものをガラス基板11とし、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層からなる有機EL層と陰極とが積層されたものを有機EL素子15として示した。
図1−Bは封止樹脂に含まれている気泡20を排除するために、所定の真空度プロファイルに基づいて封止樹脂を真空脱泡している状態を示す図である。上述したように、真空脱泡に適切な真空度のプロファイルは封止樹脂の種類、封止樹脂に含まれている有機溶剤の種類や、それらの組み合わせによって異なるが、肝要なことは有機溶剤や低分子物を沸騰させないような条件下に気泡20を脱泡させることにある。
図1−Cは傾斜印刷された封止樹脂21に対して保護用のガラス板51を重ねている状態を示す図である。すなわち、傾斜印刷されて封止樹脂21の厚さが大となっているガラス基板11の他端側11bの端部にガラス板51の端部をあてがうことにより、一端側11aではガラス板51が接触しているか接触していないかの状態となる。その状態で、ガラス基板11、封止樹脂21、およびガラス板51を重ねた物である三層体の封止樹脂21の厚さが大であるガラス基板11の他端側11bを先頭にして、例えばラミネータに設けられている所定の間隔に設定された上下二本のロール45a、45bの間に挟んで、上記の三層体を矢印で示す方向へ送る。このようにすることによって、封止樹脂21は厚い部分がしごかれて一端側11aの方へ順に移動し、その結果として、図1−Cに示すように、封止樹脂21はボイドを含むことなく厚さが均一化され、ガラス板51はガラス基板11、封止樹脂21と平行化される。その後、加熱するか紫外線照射して封止樹脂21を硬化させることにより、ガラス基板11と有機EL素子15は封止樹脂21を介してガラス板51によって封止される。
封止樹脂2の傾斜印刷は図4または図5に示すような方法によって行われる。図4はスキージ19によるスクリーンの掻き速度の可変によってガラス基板11上で封止樹脂21を傾斜印刷する方法を示す図である。すなわち、有機EL素子15が搭載された基板11の一端側11aから他端側11bに向かってスキージ19の掻き速度を漸次加速することにより、封止樹脂21の厚さを基板の一端側11aから他端側11bへ向けて徐々に増大させることが可能となり、ガラス基板11に対し封止樹脂21を傾斜印刷することができる。
図5はスクリーン印刷において、基板11を載置する図示を省略した基板支持台の高さ位置を変化させることによって封止樹脂を傾斜印刷する方法を示す図であり、有機EL素子15が搭載されたガラス基板11の一端側11aから他端側11bに向かってスキージ19をほぼ定速で移動させるが、その代わりに、基板支持台の高さ位置を漸次下降させ、スキージ19からガラス基板11までの距離を徐々に拡げることによって、封止樹脂21の厚さをガラス基板11の一端側11aから他端側11bに向けて徐々に増大させることが可能であり、ガラス基板11に対し封止樹脂21を傾斜印刷することができる。勿論、図4に示したガラス基板11の一端側11aから他端側11bに向けてのスキージ19の掻き速度の加速と、図5に示した基板支持台の下降によるスキージ19とガラス基板11との間の距離の拡大とを組み合わせて傾斜印刷してもよい。
実施例2は未硬化の封止樹脂の粘度管理が容易でなく、膜厚制御が容易でないBの場合に対応する実施例であり、図2と図3はBの場合の封止方法をステップ的に説明する図である。
図2−Aは、図1−Aと同様、有機EL素子15の搭載されたガラス基板11に未硬化の封止樹脂21をスクリーン印刷法によって傾斜印刷している状態を示す図であり、図2−Bは、図1−Bと同様、封止樹脂21に含まれている気泡20を真空脱泡している状態を示す図であるから図2−A、図2−Bの説明は省略する。
図2−Cは真空脱泡した後の封止樹脂21の表面に紫外線透過性を有する離型フィルム41をあてがい、その状態で封止樹脂21の厚さが大であるガラス基板11の他端側11bを先頭にして所定の間隔をあけた上下二本のロール45aとロール45bの間を通過させることによって封止樹脂21の厚さを均一化させている状態を示す図である。なお、紫外線透過性の離型フィルム41を使用するのは、後の工程で封止樹脂21を紫外線で半硬化させるためである。そして、ロール45a、ロール45bの間を通過させる時には、傾斜印刷されて封止樹脂21厚さが大となっているガラス基板11の他端側11bを先頭にしてロール45a、45bの間を矢印で示す方向へ通過させることが肝要であり、そうすることによって、封止樹脂21は厚い部分がしごかれてガラス基板11の一端側11aの方へ順に移動し、結果的にボイドを含まない状態で封止剤21の厚さを均一にすることができる。
封止樹脂21の厚さを均一にした後に保護用のガラス板51を重ねるが、その重ね合わせ時に封止樹脂21の均一な厚さが乱されないように、あらかじめ封止樹脂21を半硬化させる。半硬化は熱硬化によって行ってもよいが、必要以上の熱が加わることがないと言う点において、紫外線硬化によって行う方が好ましい。図3−Dは図2−Cにおける紫外線透過性の離型フィルム41を介し、一例として1000mJ程度の紫外線を照射して封止樹脂21を半硬化させている状態を示す。
次いで図3−Eに示すように、半硬化させた封止樹脂21から離型フィルム41を剥した後へガラス板51を重ね、上下の面をヒートプレス61の上下の熱板61a、61bで挟んで加熱することにより、有機EL素子15が搭載されたガラス基板11に封止樹脂21を介してガラス板51が貼り合わされる。このヒートプレス61による加熱の主たる目的は封止樹脂21の粘度を低下させて、ガラス板51に対する封止樹脂21の濡れ、密接性を向上させることにある。
そして、図3−Fに示すように、貼り合わされたガラス基板11とガラス板51はヒートプレス61から取り出し、例えば定温の加熱室に収容して封止樹脂21を本硬化させる。この時、熱硬化が可能な範囲内の可及的に低い温度で長時間の加熱を行うようにすることにより、有機EL素子15に熱的な損傷を与えることなく封止樹脂21を本硬化させることができる。このようにして、有機EL素子15の搭載されたガラス基板11に対する封止樹脂21を介してのガラス板51による封止が完了する。
以上、本発明の基板の封止方法および封止装置を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
例えば本実施例においては、発光素子として有機EL素子が搭載されたガラス基板を保護用のガラス板で封止する場合を例示したが、有機EL素子以外の発光素子、例えば無機EL素子や発光ダイオード素子が搭載されている場合にも本発明は適用される。
また本実施例においては、封止樹脂21を傾斜印刷する場合を説明したが、図6に示すように、ガラス基板11の一端側11aから途中までは封止樹脂21の厚さを漸増させ、それ以降は封止樹脂21の厚さを一定とするような印刷を行ってもよい。
また本実施例においては、未硬化の封止樹脂の厚さを均一化させるロールとして上下に配置された2本ロールを例示したが、水平方向に配置したロールであってもよく、また3本以上のロールであってもよい。
また本実施例においては、ガラス基板にガラス板を貼り合せて封止する場合を説明したが、本発明は不透明基板にガラス板を貼り合せて封止する場合にも適用される。
11……ガラス基板、15……有機EL素子、19……スキージ、21……封止樹脂、41……離型フィルム、45a、45b……ロール、51……ガラス板、61a、61b……ヒートプレスの熱板
Claims (8)
- 発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて未硬化の封止樹脂の厚さが徐々に大になるように、前記基板に対しスクリーン印刷法によって前記未硬化の封止樹脂を傾斜印刷する工程と、
傾斜印刷された前記封止樹脂を真空脱泡する工程と、
真空脱泡された前記封止樹脂にガラス板を重ね、前記基板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて前記封止樹脂を均一な厚さにする工程と、
前記封止樹脂を硬化させる工程と、からなる
ことを特徴とする基板の封止方法。 - 発光素子が搭載された基板の一端側から他端側に向けて未硬化の封止樹脂の厚さが徐々に大になるように、前記基板に対しスクリーン印刷法によって前記未硬化の封止樹脂を傾斜印刷する工程と、
傾斜印刷された前記封止樹脂を真空脱泡する工程と、
真空脱泡された前記封止樹脂に離型フィルムを重ね、前記基板の他端側を先頭にして所定の間隔に設定されたローラの間を通過させて前記封止樹脂を均一な厚さにする工程と、
均一な厚さにされた前記封止樹脂を半硬化させる工程と、
半硬化された前記封止樹脂から前記離型フィルムを剥がし、露になった半硬化の前記封止樹脂上にガラス板を重ね、熱プレスして貼り合せる工程と、
前記封止樹脂を硬化させる工程と、からなる
ことを特徴とする基板の封止方法。 - 前記基板に対して前記封止樹脂を傾斜印刷する工程が、スクリーン印刷時に、スキージによってスクリーンを掻く速度を前記一端側から前記他端側に向けて漸次加速するか、
前記スキージを前記基板の一端側から他端側に向けてほぼ定速で移動させると共に前記基板を漸次下降させ、前記スキージから前記基板までの距離を徐々に拡げるか、
または、前記スキージによって前記スクリーンを掻く速度の加速と、前記基板の前記スキージからの下降とを組み合せるか、の何れかによって行われる
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板の封止方法。 - 前記封止樹脂として、紫外線硬化性および熱硬化性を備えた封止樹脂を使用する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板の封止方法。 - 前記離型フィルムとして紫外線透過性を備えたフィルムを使用する
ことを特徴とする請求項2に記載の基板の封止方法。 - 前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子、無機エレクトロルミネッセンス素子、または発光ダイオード素子である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基板の封止方法。 - 発光素子が搭載された基板に未硬化の封止樹脂を適用しガラス板を貼り合せて封止する封止装置において、
前記封止樹脂を前記基板に印刷する際に使用されるスクリーン印刷機が、少なくともスクリーン掻き速度可変手段を備えたスキージと、高さ位置可変手段を備えた基板支持台との何れかを備えたものである
ことを特徴とする封止装置。 - 発光素子が搭載された基板に未硬化の封止樹脂を適用しガラス板を貼り合せて封止する封止装置において、
前記基板の発光素子搭載面上にある未硬化の前記封止樹脂に離型フィルムまたは前記ガラス板を重ねた後に、前記封止樹脂の厚さを均一化させる装置が、前記基板、前記封止樹脂、および前記離型フィルムまたは前記ガラス板を重ねた物を、所定の間隔に調整可能な手段を備えたロールの間に挟圧した状態で通過させるように構成されている
ことを特徴とする封止装置。
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