気密容器及び画像表示装置の製造方法
【課題】局所加熱光の照射中のガラス基板と接合材の摩擦を低減する。
【解決手段】気密容器の製造方法は、一対のガラス基板１，２が対向配置し、一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、少なくとも一部の接合材に局所加熱光を照射することにより、少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有している。接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材４２を順次つないで形成される１つの閉じた領域４１の内部に少なくとも１つの未照射の接合材４３が存在するように、一部の接合材４２に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、１つの閉じた領域４１の内部にある未照射の接合材４３に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含んでいる。
【解決手段】気密容器の製造方法は、一対のガラス基板１，２が対向配置し、一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、少なくとも一部の接合材に局所加熱光を照射することにより、少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有している。接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材４２を順次つないで形成される１つの閉じた領域４１の内部に少なくとも１つの未照射の接合材４３が存在するように、一部の接合材４２に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、１つの閉じた領域４１の内部にある未照射の接合材４３に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密容器及び画像表示装置の製造方法に関し、特に複数の気密容器を一対の基板から製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向するガラス基板を接合して気密性を有する内部空間を形成する技術が知られている。この技術は、有機ＬＥＤディスプレイ（ＯＬＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のフラットパネルディスプレイに用いられる気密容器（外囲器）の他、真空断熱ガラスの製造にも適用されている。これらの気密容器の製造においては、対向するガラス基板の間に必要に応じて間隔規定部材や局所的な接着材を配置した上で、周辺部に接合材を配置して、加熱等によりガラス基板同士を接合する。ガラス基板同士の接合方法としては、ガラス基板を仮組みして得られた組立体を加熱炉によって全体加熱（ベーク）する方法と、組立体の周縁部のみを局所加熱手段によって選択的に加熱する方法と、が提案されている。加熱冷却時間、加熱に要するエネルギーの低減、容器内部の機能デバイスの熱劣化防止といった観点で、局所加熱は全体加熱よりも有利である。小型の気密容器を製造する場合は、一対のガラス基板とその間に挿入された多数の枠状のガラス接合材料とによって、各々が封止された気密容器を多数形成し、その後にガラス基板を切断して個々の気密容器を得ることもできる。
【０００３】
特許文献１には、多数の有機発光画像表示装置を同時に製造する方法として、局所加熱光にレーザを使用し、複数のガラス接合材料を溶融してマザーガラスを接合する方法が開示されている。マザーガラスは接合された後に、個々の単位ディスプレイ素子に切断分離される。レーザでマザーガラスを接合する際には、複数のガラス接合材料に同時にレーザが照射される。同時に照射されることによって、マザーガラスに加えられるストレス偏差が最小化され、切断面の突起や微細破片などの発生が抑制される。
【０００４】
特許文献２には、気密封止された多数の画像表示装置を同時に製造する方法として、局所加熱光にレーザを使用し、複数のガラス接合材料を溶融してマザーガラスを接合する方法が開示されている。画像表示装置を製造するには、隣接する接合材料に順番にレーザが照射される。これにより、画像表示装置の生産性を向上することができる。
【０００５】
このように、局所加熱光を用いてガラス基板を接合し多数の気密容器を製造するために、局所加熱光を単純に接合材に照射するのではなく、複数の接合材に同時に照射しまたは順番に照射する方法が知られている。このような方法で密閉空間を形成することで、気密信頼性や生産性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０-０３７１９４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０１２８９６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載された方法では、あらかじめ一方のガラス基板にガラス接合材料が形成される。他方のガラス基板が一方のガラス基板と対向配置される際には、ガラス接合材料はこの他方のガラス基板に当接する。しかしながら、このような態様でガラス接合材料を保持する場合、ガラス接合材料に局所加熱光を照射したときのガラス接合材料から各ガラス基板への熱移動量が異なるため、一対のガラス基板の間に温度差が生じる。この温度差に基づく熱膨張の差によって、接合材とガラス基板との間に摩擦を伴う相対移動が生じ、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を招来する場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、このようなガラス基板と接合材の摩擦を低減し、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することのできる、気密容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の気密容器の製造方法は、一対のガラス基板が対向配置し、一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、少なくとも一部の接合材に局所加熱光を照射することにより、少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有している。接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域の内部に少なくとも１つの未照射の接合材が存在するように、一部の接合材に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、１つの閉じた領域の内部にある未照射の接合材に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含んでいる。
【００１０】
第１の照射工程の結果、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域が得られる。この閉じた領域の内部では、局所加熱光が照射されて硬化した接合材の拘束力によって、ガラス基板同士の相対変位が制限されている。その状態で閉じた領域の内部にある未照射の接合材に局所加熱光を照射するため、ガラス基板同士で温度差が生じても相対変位が拘束され、接合材とガラス基板の間のずれと、それに伴う摩擦が生じにくくなる。この結果、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によればガラス基板と接合材の摩擦を低減し、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することのできる、気密容器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ画像表示装置を示す平面図及び断面図である。
【図２】第１のガラス基板と発光部を詳細に説明する断面図である。
【図３】本発明のプロセスフローの一例を示す、ガラス基板の断面図である。
【図４】個々の気密容器についての局所加熱光の照射方法を示す斜視図である。
【図５】複数の気密容器についての局所加熱光の照射方法を示す平面図及び断面図である。
【図６】第１の照射工程で得られた閉じた領域を示す平面図である。
【図７】実施例における局所加熱光の照射方法を示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の気密容器の製造方法は、内部空間が外部雰囲気から気密遮断されることが必要なデバイスを有するＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰ等の製造方法に適用することが可能である。特に、内部に水や酸素に弱い有機発光材料を含むＯＬＥＤ等の画像表示装置では、画像表示装置内部と外部を遮断する高い気密性が求められるが、本発明の気密容器の製造方法によれば、長期的に高い気密性を確保することができる。本発明の気密容器の製造方法は、上述の用途の気密容器の製造に限定されるものではなく、対向するガラス基板の周縁部に気密性が要求される接合部を有する気密容器の製造に広く適用することができる。
【００１４】
図１は、本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）画像表示装置を示す模式図であり、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は断面模式図である。図１（ｂ）に示すように、図１の有機ＥＬ画像表示装置１０は、第１のガラス基板１と、第２のガラス基板２と、これらのガラス基板１，２の間に設けられた発光部３及び接合材４と、を有している。発光部３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１上に複数設けられている。接合材４は、図１（ａ）に示すように、発光部３を取り囲むように設けられ、発光部３を封止すると共に、図１（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合している。
【００１５】
次に、発光部３について説明する。図２は、図１（ｂ）の点線で囲んだ部分の部分拡大図である。発光部３は、下部電極３１と有機ＥＬ層３２と上部電極３３とがこの順に積層された有機ＥＬ素子３４と、有機ＥＬ素子３４の上面及び側面を被覆する保護層３５と、を含んでいる。発光部３に通電することで、陽極（図示せず）から注入された正孔と陰極（図示せず）から注入された電子とが、有機ＥＬ層３２の発光層（図示せず）において再結合する。発光層は発光層に含まれる発光材料の発光色に応じて赤色、緑色、青色のそれぞれの光を放出する。発光層から発せられた光は、保護層３５側から取り出すことができる。
【００１６】
発光部３をアクティブマトリックス形式で駆動させる場合、第１のガラス基板１は、基板１１と、基板１１上に設けられたＴＦＴ回路１２と、ＴＦＴ回路１２上に設けられた平坦化膜１３と、から構成される。ＴＦＴ回路１２は、コンタクトホール１４を介して、下部電極３１と電気接続されている。
【００１７】
次に、図１の有機ＥＬ画像表示装置１０を構成する構成部材について説明する。
【００１８】
第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２は、特に限定されるものではないが、例えば透明なガラス材から形成することができる。発光部３をアクティブマトリックス形式で駆動させる場合、基板１，２には透明なガラス材等が使用される。
【００１９】
発光部３を構成する下部電極３１は、発光層から発せられた光を反射する反射電極である。下部電極３１は、少なくとも反射率が５０％以上、好ましくは８０％以上の金属材料で構成される。反射率が高いほど光取り出し効率を向上できるので好ましい。上記の反射率を有する金属材料として、特に限定されるものではないが、例えば銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の金属材料が挙げられる。下部電極３１は、上記の金属材料からなる金属薄膜のみで構成されてもよいが、当該金属薄膜のみでは有機ＥＬ層３２への電荷注入がしにくい場合は、当該金属薄膜上に透明電極層をさらに設けてもよい。透明電極層として、金属酸化物からなる導電膜が挙げられる。この導電膜として、具体的には、酸化インジウムと酸化錫とからなる化合物膜（ＩＴＯ）や、酸化インジウムと酸化亜鉛とからなる化合物膜（ＩＺＯ）が挙げられる。
【００２０】
発光部３を構成する有機ＥＬ層３２の層構成は特に限定されない。例えば、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順で積層される構成が挙げられる。
【００２１】
正孔注入層を構成する正孔注入材料及び正孔輸送層を構成する正孔輸送材料は、陽極からの正孔の注入を容易にし、かつ注入された正孔を発光層に輸送するに優れた正孔移動度を有する材料が好ましい。正孔注入材料及び正孔輸送材料は特に限定されるものではなく、さまざまな低分子系及び高分子系の材料を用いることができる。低分子系材料の例として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体が挙げられる。他の低分子系材料の例として、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体が挙げられる。高分子系材料の例として、ポリビニルカルバゾール、ポリシリレン、ポリチオフェンが挙げられる。
【００２２】
発光層を構成する発光材料には、発光効率の高い蛍光材料や燐光材料が使用される。
【００２３】
電子輸送層を構成する電子輸送材料は、陰極から注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、正孔輸送材料の正孔移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送材料として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体等が挙げられる。さらに、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
電子注入層を構成する電子注入材料としては、上述した電子輸送材料に、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属、またはこれらの化合物を０．１％〜数十％含有させた材料が挙げられる。電子輸送材料にアルカリ金属等を含ませることにより、電子注入性を付与することができる。
【００２５】
発光部３を構成する上部電極３３は、発光層から発せられた光が十分に取り出されるように８０％〜１００％の透過率を有する材料であることが好ましい。上部電極３３の構成材料は、特に限定されるものではない。例えば、銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の金属材料を光が透過する程度の膜厚で形成した金属薄膜、ＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電膜、あるいは上記の金属材料で形成された薄膜と上記の酸化物導電膜とを積層した積層体が挙げられる。
【００２６】
発光部３を構成する保護層３５は、有機ＥＬ素子３４が大気中の酸素や水分等と接触するのを防止する目的で設けられる。保護層３５の構成材料は、有機ＥＬ素子３４との接着性を示す有機化合物であれば特に限定されない。好ましくは、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂または２液混合型硬化樹脂であり、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。保護層３５は、第２のガラス基板２に密着させてもよい。防湿性をより高めるために、上部電極３３と保護層３５との間に、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の金属窒化物膜や、酸化タンタル等の金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜をさらに設けてもよい。保護層３５内に吸湿材を含有させてもよい。
【００２７】
有機ＥＬ画像表示装置１０が、有機ＥＬ素子３４から放出される光を第２のガラス基板２側から外部に放出するトップエミッション型である場合、保護層３５は透明な材料で構成される。
【００２８】
図３は、本発明の気密容器の製造方法の具体的な工程を示すプロセスフローチャートである。以下、図３のプロセスチャートに従い、本発明の気密容器の製造方法を具体的に説明する。
【００２９】
（ステップ１）第１のガラス基板の準備工程（図３（ａ））
本発明の製造方法では、始めに第１のガラス基板１を準備する。具体的には、後述する発光部３を設けるのに必要な基板を準備する。製造する有機ＥＬ画像表示装置１０がアクティブマトリックス型の表示装置である場合は、この工程で、図２に示されるＴＦＴ回路１２、平坦化膜１３及びコンタクトホール１４を順次設けておく。
【００３０】
（ステップ２）発光部の形成工程（図３（ｂ））
次に、発光部３を形成する。発光部３を構成する下部電極３１、有機ＥＬ層３２、上部電極３３及び保護層３５は、公知の方法によって形成することができる。
【００３１】
（ステップ３）第２のガラス基板の準備工程（図３（ｃ））
次に、第２のガラス基板２を準備する。第２のガラス基板上には次ステップで枠状の接合材４が複数個配置される。
【００３２】
（ステップ４）接合材の第２のガラス基板への形成工程（図３（ｄ））
次に、接合材４の薄膜を第２のガラス基板２上に形成する。接合材４は、最外周の接合材４が矩形領域の４辺に沿って配列するように形成される。接合材４としては、ガラスフリットが用いられる。接合材４は、粘度が負の温度係数を有し、第１及び第２のガラス基板１，２よりも軟化点が低い。具体的には、まずガラスフリットに適当な液体物質を混合してフリットペーストを調製する。次に、調製したフリットペーストを、発光部３を取り囲むように第２のガラス基板２上に塗布して薄膜を形成する。フリットペーストの塗布方法として、ディスペンス法、スクリーン印刷法等が挙げられる。次に、フリットペーストからなる薄膜４を前焼成し、接合材４とする。接合材４の高さは、好ましくは、前焼成の段階で５μｍ〜３００μｍとなるようにする。
【００３３】
（ステップ５）第１のガラス基板と第２のガラス基板とを対向配置する工程（図３（ｅ））
次に、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを対向配置する。具体的には、第１のガラス基板１に設けられている発光部３が、第２のガラス基板２と、第２のガラス基板２上に設けられた各発光部３に対応する接合材４と、で取り囲まれるように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との位置合わせを行う。そして、第１のガラス基板１と接合材４とを接触させる。この際、接合材４と第１のガラス基板１との当接ないし接触を確保するために、補助的にガラス基板５でガラス基板１，２を覆い、接合材４を第１のガラス基板１に押しつけることが好ましい。これにより、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間にガラスフリットが介在するようになる。
【００３４】
本実施形態では接合材４は第２のガラス基板２に形成されるが、接合材４の一部または全部が第１のガラス基板１に形成されてもよい。いずれの場合でも、一対のガラス基板１，２が対向配置し、一対のガラス基板１，２で挟まれる空間１６内に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材４が互いに離れて位置する組立体１５が得られる。
【００３５】
（ステップ６）第１のガラス基板と第２のガラス基板を接合する工程（図３（ｆ））
次に、対向配置された一対のガラス基板１，２の間に位置する複数の接合材４に順次局所加熱光を局部的に照射し、接合材４を溶融することにより、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合する。局所加熱光としてはレーザ光９が好適に用いられる。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、レーザヘッド８からレーザ光９を複数の接合材４に移動照射し、対向配置された第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合する。図の例ではレーザ光９は第２の基板２側から第２の基板２を透過して接合材４に照射されるが、第１の基板１側から第１の基板１を透過して接合材４に照射されてもよい。レーザ光９は、接合材４が枠状に延びる方向Ｄに沿って、接合材４に移動照射される。レーザ光９は、接合材４の接合領域の近傍を局所的に加熱可能であればよく、光源としては半導体レーザが好適に用いられる。接合材４を局所的に加熱する性能やガラス基板１，２の透過性等の観点から、赤外域に波長を有する加工用半導体レーザが好ましい。
【００３７】
前述のように、レーザ光９は第２のガラス基板２を透過することにより、接合材４にそのエネルギーが吸収される。それに伴い、図５に示すように、接合材４は発熱し、その熱は第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２に拡散する。図５（ａ）はレーザ光の照射を示す模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の破線部の拡大図である。接合材４は第２のガラス基板２上に形成されており、第１のガラス基板１には当接しているだけであるため、第２のガラス基板２への熱６の拡散（熱移動量）の方が、第１のガラス基板１への熱７の拡散（熱移動量）よりも多くなる。それゆえ、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間には、温度差に起因した熱膨張差が発生する。その結果、レーザ光９の照射による接合を任意の方向Ｅから順番に行った場合、未照射の接合材４と第１のガラス基板１との間に摩擦が発生する。
【００３８】
例えば、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の熱膨張係数が同じである場合、より高温となる第２のガラス基板２はより大きな熱膨張を示し、それに伴い、未照射の接合材４の位置は方向Ｅに向かって、位置Ｐ１から位置Ｐ２までずれる（図５（ｂ））。これに対し第１のガラス基板１は第２のガラス基板２ほど大きな熱膨張を示さないため、接合材４との当初の当接部の位置は、位置Ｐ１から、位置Ｐ１と位置Ｐ２の中間の位置Ｐ３までしかずれない。しかし、接合材４は第１のガラス基板１に当接しているだけであり、第１のガラス基板１に固定されているわけではないので、当接位置は位置Ｐ３から最終的に位置Ｐ２までずれる。その際に接合材４と第１のガラス基板１との間に摩擦を伴う相対移動が生じ、第１のガラス基板１や接合材４が損傷して、微細破片が発生する可能性が生じる。また、それに起因して接合部の気密性が低下する可能性もある。
【００３９】
本実施形態においては、接合材を溶融する工程、すなわちレーザ光９の照射工程は第１の照射工程と第２の照射工程の２段階に分けて行う。第１の照射工程では、図６（ａ）に示すように、特定の複数の接合材４２に局所加熱光を順次照射する。この特定の接合材４２は、局所加熱光が照射された複数の接合材４２を順次つないだときに１つの閉じた領域４１が形成され、かつこの１つの閉じた領域４１の内部に、少なくとも１つの未照射の接合材４３が存在するように選択される。１つの閉じた領域４１の範囲は接合材４２のつなぎ方、つまり隣接する接合材４２のどの角部同士をつなぐかに依存する。１つの閉じた領域４１は、局所加熱光が照射された各接合材４２を内側に含みかつ最小長さとなるように引かれた閉じた線分（線分の一部が破線で示されている）によって画定される。この線分は、例えば各接合材４２の外側に糸を掛けまわし、糸に張力を与えることによって得られる線分と一致している。隣接する接合材４２同士を結ぶ線は、接合材４が形成されている領域の周縁部にできるだけ近い位置を通る。
【００４０】
第２の照射工程では、図６（ａ）に示すように、レーザ光９は既接合部４２に囲まれた領域４１に含まれる未照射の接合材４３に照射される。既接合部４２は、既にレーザ光９が照射され、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とが接合されている部分である。図６（ａ）を参照すると、本実施形態においては、３つの既接合部４２に囲まれた領域４１内に存在する１３個の接合材４３にレーザ光９を照射することができる。このように、既接合部４２に囲まれた領域４１内は第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とが相互にある程度拘束された状態にあるため、前述の熱膨張差に起因した摩擦を低減することが可能となる。その結果、接合材４や第１のガラス基板１の損傷を低減することが可能となる。
【００４１】
このように、本実施形態では、第２の照射工程においてレーザ光９が照射される接合部４３は既接合部４２で囲まれており、レーザ光９は、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２が互いに拘束された状態で照射される。このため、接合材４と第１のガラス基板１との間の摩擦による接合材４や第１のガラス基板１の損傷を低減することができる。
【００４２】
既接合部の位置及び数は図６（ａ）に示す３箇所に限定されない。図６（ｂ）、（ｃ）に示すように４箇所、あるいはそれ以上の既接合部４２によって１つの閉じた領域４１を形成し、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を拘束することがさらに望ましい。図６（ｂ）の例では、第１の照射工程において、接合材４が配置される矩形領域の各辺につき１つの接合材４２が局所加熱光を照射される。任意の辺につき２以上の接合材が局所加熱光を照射されてもよい。図６（ｃ）の例では、第１の照射工程において、接合材が配置される矩形領域の４隅に位置する接合材４２だけが局所加熱光を照射される。こうして、一対のガラス基板１，２の間に位置する少なくとも一部の接合材４に局所加熱光が照射される。既接合部の数が多いほど拘束効果が向上し、また、領域４１を広く取ることで拘束効果の生じる範囲が拡大する。これによって、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の拘束力が一層強化され、信頼性の高い気密容器を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
以下、具体的な実施例を挙げて本発明の主要な工程をさらに詳しく説明する。第１の実施例では、上記実施形態の図６（ｃ）で説明した製造方法を適用して第１のガラス基板と第２のガラス基板の気密接合を行い、７行７列に切り出すことによって、アクティブマトリックス型の有機ＥＬ画像表示装置（表示ユニット）を４９個製造した。
【００４４】
工程１（第１のガラス基板１を準備する工程、第２のガラス基板２に接合材４を形成する工程）
第１のガラス基板１、第２のガラス基板２として０．７ｍｍ厚のガラス基板（旭硝子株式会社製ＡＮ１００）を用意し、外形５７０ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍに切り出した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ-オゾン洗浄によって、第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２の表面を脱脂した。
【００４５】
第１のガラス基板１（一方のガラス基板）には図２に示されるＴＦＴ回路１２、平坦化膜１３及びコンタクトホール１４を設けた。次に、発光部３を形成した。
【００４６】
本実施例では、接合材４としてガラスフリットを用いた。ガラスフリットとしては、熱膨張係数α＝４５×１０-7／℃、軟化点３４８℃のＰ2Ｏ5系鉛非含有ガラスフリット（旭硝子株式会社社製ＬＦＰ−Ａ５０Ｚ）を母材とし、バインダーとして有機物を分散混合したペーストを用いた。このペーストを、図３（ｄ）に示すように、第２のガラス基板２（他方のガラス基板）上にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ２０μｍ、縦５０ｍｍ×横４０ｍｍの寸法にて枠状に形成した。表示ユニット同士の間隔は２０ｍｍとした。その後、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成した（図３（ａ）-（ｄ））。
【００４７】
工程２（第１のガラス基板１と接合材４とを接触させる工程）
次に、接合材４が形成された第２のガラス基板２を第１のガラス基板１に対してアライメントしながら、接合材４が第１のガラス基板１の発光部３を備えた面と接触するように、これらの部材を仮組みした。これによって、発光部と発光部を取り囲む接合材とからなる組が複数個形成された。その後、接合材４への加圧力を均一化するために、補助的に、ガラス基板５（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を配置した。さらに、加圧力を補助するために、不図示の加圧装置によって第一のガラス基板１と、第二のガラス基板２と、接合材４とを、大気圧がかかるように加圧した。このようにして、第一のガラス基板１と第二のガラス基板２とを接合材４を介して接触させた（図３（ｅ））。
【００４８】
工程３（第２のガラス基板２の４隅の接合材４にレーザ光９を照射する工程）
図３，４，６を用いて、本発明の特徴部分である局所加熱光を利用した接合工程を詳細に説明する。
【００４９】
まず第１の照射工程として、図３（ｅ）に示す工程で作成した、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２と接合材４とからなる仮組み構造物（組立体１５）に、局所加熱光（レーザ光９）を照射した。本実施例においては、加工用半導体レーザ装置を１個用意した。レーザ光９はガラス基板１，２に対して垂直方向に光軸を設定した。レーザヘッド８は、レーザ出射口と第２のガラス基板２との距離が８ｃｍとなるように配置した（図４）。
【００５０】
まず、図６（ｃ）に示すように、第２のガラス基板２の角部に形成した接合材４２にレーザ光９を照射した。レーザ光９の照射条件は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー４０Ｗ、有効ビーム径２.０ｍｍとし、図４に示す走査方向Ｄに１０ｍｍ／ｓの速度で走査した。レーザパワーは、レーザヘッドから出射した全光束を積分した強度値として規定し、有効ビーム径は、レーザ光の強度がピーク強度のｅ-2倍以上となる範囲として規定した。レーザ光９の走査中は、接合材４を含む被照射物は固定し、レーザヘッド８を方向Ｄの向きに移動させて照射した。
【００５１】
上記の工程を残りの３つの角部に対しても同様に行い、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合した。
【００５２】
工程４（領域４１の接合材４にレーザ光９を照射する工程）
次に第２の照射工程として、領域４１に形成された、レーザ光９が未照射の接合材４３に順次レーザ光９を照射し、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を全ての接合材４によって接合した。レーザ光９の照射条件は工程３と同様の条件とした。
【００５３】
工程５（第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を切断する工程）
第２の照射工程の終了後、最後に第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の接合体を、接合材４の間で切断し、４９個の有機ＥＬ画像表示装置に切り分けた。具体的には、第１と第２の両方のガラス基板１，２を所定の位置でガラス切りにて加傷した後、外力を加えることで第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を加傷部から割った。これによって、１つの接合材と１つの発光部の組ごとに分割された個々の有機ＥＬ画像表示装置が形成された。
【００５４】
以上の様にして作成した有機ＥＬ画像表示装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【００５５】
（実施例２）
本実施例では、まず第１の照射工程として、図６（ａ）に示すように、３箇所の接合材４２にレーザ光９を照射した（工程３及び工程４）。続いて第２の照射工程として、これらの既接合部４２に囲まれた領域４１内の９つの接合材４３にレーザ光９を照射し、これらの接合材４３について順次接合を行った。以上を除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ画像表示装置を作成した。作成された装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【００５６】
（実施例３）
本実施例は、工程２において図７に示される加圧装置を用いたことを除き、実施例１と同様とした。
【００５７】
加圧部材２０は、図７（ｂ）に示すように、レーザ光が照射されて接合される第１、第２のガラス基板１，２の上部に配置され、第１、第２のガラス基板１，２を上側から加圧する。ガラス基板５が第２のガラス基板２の上側に載置され、加圧部材２０と第２のガラス基板２とが直接接触することを防止する。これによって、第２のガラス基板２の破損及び損傷が防止される。
【００５８】
加圧部材２０は、ベース２１と接触部２２とを備えている。ベース２１は、加圧部材２０の本体部をなし、ガラス基板に相当程度の圧力を加えるように一定程度以上の重量を有している。ベース２１はステンレス（ＳＵＳ）で形成されている。接触部２２は、接触部２２と接しているガラス基板５の上部の不均一性を補償し、ガラス基板５の損傷及び破損を防止する。このため接触部２２は、所定の弾性を有する材料、例えばゴムまたはアクリルのような材質で形成される。
【００５９】
加圧部材２０は、図７（ａ）に示すように格子構造で形成されており、格子の大きさ（間隙の大きさ）はそれぞれの表示ユニットより大きく形成されている。加圧部材２０は、レーザ光９が照射されている表示ユニットに隣接しかつ当該表示ユニットを取り囲む表示ユニットを加圧するようにされている。すなわち、最初に第２のガラス基板の４隅に配置された４つの接合材４２にレーザ光９を照射するときは、接合材４２に隣接する３つの表示ユニットの接合材４３が力Ｆで加圧される。次に、加圧部材２０に覆われていない１２個の接合材４３に順次レーザ光９が照射される。その後、加圧部材２０を方向Ｘに１ユニット分移動させることにより新たに照射可能となった接合材４３に、レーザ光を順次照射する。このとき、レーザ光９が照射されている接合材４３を取り囲む表示ユニットは順次加圧される。引き続き、加圧部材２０をＹ方向に１ユニット分移動させ、未照射の全ての接合材４３にレーザ光９を照射する。
【００６０】
このように、物理的な方法で基板を加圧可能な加圧部材を用いて有機ＥＬ画像表示装置の気密容器を製造したところ、フリットの接着力が向上し、有機ＥＬ画像表示装置の長期信頼性が向上する効果が得られた。以上の様にして作成した有機ＥＬ画像表示装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【符号の説明】
【００６１】
１ 第１のガラス基板
２ 第２のガラス基板
４１ 閉じた領域
４２，４３ 接合材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密容器及び画像表示装置の製造方法に関し、特に複数の気密容器を一対の基板から製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向するガラス基板を接合して気密性を有する内部空間を形成する技術が知られている。この技術は、有機ＬＥＤディスプレイ（ＯＬＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等のフラットパネルディスプレイに用いられる気密容器（外囲器）の他、真空断熱ガラスの製造にも適用されている。これらの気密容器の製造においては、対向するガラス基板の間に必要に応じて間隔規定部材や局所的な接着材を配置した上で、周辺部に接合材を配置して、加熱等によりガラス基板同士を接合する。ガラス基板同士の接合方法としては、ガラス基板を仮組みして得られた組立体を加熱炉によって全体加熱（ベーク）する方法と、組立体の周縁部のみを局所加熱手段によって選択的に加熱する方法と、が提案されている。加熱冷却時間、加熱に要するエネルギーの低減、容器内部の機能デバイスの熱劣化防止といった観点で、局所加熱は全体加熱よりも有利である。小型の気密容器を製造する場合は、一対のガラス基板とその間に挿入された多数の枠状のガラス接合材料とによって、各々が封止された気密容器を多数形成し、その後にガラス基板を切断して個々の気密容器を得ることもできる。
【０００３】
特許文献１には、多数の有機発光画像表示装置を同時に製造する方法として、局所加熱光にレーザを使用し、複数のガラス接合材料を溶融してマザーガラスを接合する方法が開示されている。マザーガラスは接合された後に、個々の単位ディスプレイ素子に切断分離される。レーザでマザーガラスを接合する際には、複数のガラス接合材料に同時にレーザが照射される。同時に照射されることによって、マザーガラスに加えられるストレス偏差が最小化され、切断面の突起や微細破片などの発生が抑制される。
【０００４】
特許文献２には、気密封止された多数の画像表示装置を同時に製造する方法として、局所加熱光にレーザを使用し、複数のガラス接合材料を溶融してマザーガラスを接合する方法が開示されている。画像表示装置を製造するには、隣接する接合材料に順番にレーザが照射される。これにより、画像表示装置の生産性を向上することができる。
【０００５】
このように、局所加熱光を用いてガラス基板を接合し多数の気密容器を製造するために、局所加熱光を単純に接合材に照射するのではなく、複数の接合材に同時に照射しまたは順番に照射する方法が知られている。このような方法で密閉空間を形成することで、気密信頼性や生産性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０-０３７１９４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０１２８９６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載された方法では、あらかじめ一方のガラス基板にガラス接合材料が形成される。他方のガラス基板が一方のガラス基板と対向配置される際には、ガラス接合材料はこの他方のガラス基板に当接する。しかしながら、このような態様でガラス接合材料を保持する場合、ガラス接合材料に局所加熱光を照射したときのガラス接合材料から各ガラス基板への熱移動量が異なるため、一対のガラス基板の間に温度差が生じる。この温度差に基づく熱膨張の差によって、接合材とガラス基板との間に摩擦を伴う相対移動が生じ、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を招来する場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、このようなガラス基板と接合材の摩擦を低減し、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することのできる、気密容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の気密容器の製造方法は、一対のガラス基板が対向配置し、一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、少なくとも一部の接合材に局所加熱光を照射することにより、少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有している。接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域の内部に少なくとも１つの未照射の接合材が存在するように、一部の接合材に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、１つの閉じた領域の内部にある未照射の接合材に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含んでいる。
【００１０】
第１の照射工程の結果、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域が得られる。この閉じた領域の内部では、局所加熱光が照射されて硬化した接合材の拘束力によって、ガラス基板同士の相対変位が制限されている。その状態で閉じた領域の内部にある未照射の接合材に局所加熱光を照射するため、ガラス基板同士で温度差が生じても相対変位が拘束され、接合材とガラス基板の間のずれと、それに伴う摩擦が生じにくくなる。この結果、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によればガラス基板と接合材の摩擦を低減し、ガラス基板の損傷や微細破片の発生を低減することのできる、気密容器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ画像表示装置を示す平面図及び断面図である。
【図２】第１のガラス基板と発光部を詳細に説明する断面図である。
【図３】本発明のプロセスフローの一例を示す、ガラス基板の断面図である。
【図４】個々の気密容器についての局所加熱光の照射方法を示す斜視図である。
【図５】複数の気密容器についての局所加熱光の照射方法を示す平面図及び断面図である。
【図６】第１の照射工程で得られた閉じた領域を示す平面図である。
【図７】実施例における局所加熱光の照射方法を示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の気密容器の製造方法は、内部空間が外部雰囲気から気密遮断されることが必要なデバイスを有するＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰ等の製造方法に適用することが可能である。特に、内部に水や酸素に弱い有機発光材料を含むＯＬＥＤ等の画像表示装置では、画像表示装置内部と外部を遮断する高い気密性が求められるが、本発明の気密容器の製造方法によれば、長期的に高い気密性を確保することができる。本発明の気密容器の製造方法は、上述の用途の気密容器の製造に限定されるものではなく、対向するガラス基板の周縁部に気密性が要求される接合部を有する気密容器の製造に広く適用することができる。
【００１４】
図１は、本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）画像表示装置を示す模式図であり、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は断面模式図である。図１（ｂ）に示すように、図１の有機ＥＬ画像表示装置１０は、第１のガラス基板１と、第２のガラス基板２と、これらのガラス基板１，２の間に設けられた発光部３及び接合材４と、を有している。発光部３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１上に複数設けられている。接合材４は、図１（ａ）に示すように、発光部３を取り囲むように設けられ、発光部３を封止すると共に、図１（ｂ）に示すように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合している。
【００１５】
次に、発光部３について説明する。図２は、図１（ｂ）の点線で囲んだ部分の部分拡大図である。発光部３は、下部電極３１と有機ＥＬ層３２と上部電極３３とがこの順に積層された有機ＥＬ素子３４と、有機ＥＬ素子３４の上面及び側面を被覆する保護層３５と、を含んでいる。発光部３に通電することで、陽極（図示せず）から注入された正孔と陰極（図示せず）から注入された電子とが、有機ＥＬ層３２の発光層（図示せず）において再結合する。発光層は発光層に含まれる発光材料の発光色に応じて赤色、緑色、青色のそれぞれの光を放出する。発光層から発せられた光は、保護層３５側から取り出すことができる。
【００１６】
発光部３をアクティブマトリックス形式で駆動させる場合、第１のガラス基板１は、基板１１と、基板１１上に設けられたＴＦＴ回路１２と、ＴＦＴ回路１２上に設けられた平坦化膜１３と、から構成される。ＴＦＴ回路１２は、コンタクトホール１４を介して、下部電極３１と電気接続されている。
【００１７】
次に、図１の有機ＥＬ画像表示装置１０を構成する構成部材について説明する。
【００１８】
第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２は、特に限定されるものではないが、例えば透明なガラス材から形成することができる。発光部３をアクティブマトリックス形式で駆動させる場合、基板１，２には透明なガラス材等が使用される。
【００１９】
発光部３を構成する下部電極３１は、発光層から発せられた光を反射する反射電極である。下部電極３１は、少なくとも反射率が５０％以上、好ましくは８０％以上の金属材料で構成される。反射率が高いほど光取り出し効率を向上できるので好ましい。上記の反射率を有する金属材料として、特に限定されるものではないが、例えば銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の金属材料が挙げられる。下部電極３１は、上記の金属材料からなる金属薄膜のみで構成されてもよいが、当該金属薄膜のみでは有機ＥＬ層３２への電荷注入がしにくい場合は、当該金属薄膜上に透明電極層をさらに設けてもよい。透明電極層として、金属酸化物からなる導電膜が挙げられる。この導電膜として、具体的には、酸化インジウムと酸化錫とからなる化合物膜（ＩＴＯ）や、酸化インジウムと酸化亜鉛とからなる化合物膜（ＩＺＯ）が挙げられる。
【００２０】
発光部３を構成する有機ＥＬ層３２の層構成は特に限定されない。例えば、陽極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順で積層される構成が挙げられる。
【００２１】
正孔注入層を構成する正孔注入材料及び正孔輸送層を構成する正孔輸送材料は、陽極からの正孔の注入を容易にし、かつ注入された正孔を発光層に輸送するに優れた正孔移動度を有する材料が好ましい。正孔注入材料及び正孔輸送材料は特に限定されるものではなく、さまざまな低分子系及び高分子系の材料を用いることができる。低分子系材料の例として、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体が挙げられる。他の低分子系材料の例として、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体が挙げられる。高分子系材料の例として、ポリビニルカルバゾール、ポリシリレン、ポリチオフェンが挙げられる。
【００２２】
発光層を構成する発光材料には、発光効率の高い蛍光材料や燐光材料が使用される。
【００２３】
電子輸送層を構成する電子輸送材料は、陰極から注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、正孔輸送材料の正孔移動度とのバランス等を考慮して選択される。電子輸送材料として、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体等が挙げられる。さらに、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
電子注入層を構成する電子注入材料としては、上述した電子輸送材料に、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属、またはこれらの化合物を０．１％〜数十％含有させた材料が挙げられる。電子輸送材料にアルカリ金属等を含ませることにより、電子注入性を付与することができる。
【００２５】
発光部３を構成する上部電極３３は、発光層から発せられた光が十分に取り出されるように８０％〜１００％の透過率を有する材料であることが好ましい。上部電極３３の構成材料は、特に限定されるものではない。例えば、銀、アルミニウム、クロム、金、白金等の金属材料を光が透過する程度の膜厚で形成した金属薄膜、ＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電膜、あるいは上記の金属材料で形成された薄膜と上記の酸化物導電膜とを積層した積層体が挙げられる。
【００２６】
発光部３を構成する保護層３５は、有機ＥＬ素子３４が大気中の酸素や水分等と接触するのを防止する目的で設けられる。保護層３５の構成材料は、有機ＥＬ素子３４との接着性を示す有機化合物であれば特に限定されない。好ましくは、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂または２液混合型硬化樹脂であり、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。保護層３５は、第２のガラス基板２に密着させてもよい。防湿性をより高めるために、上部電極３３と保護層３５との間に、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の金属窒化物膜や、酸化タンタル等の金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜をさらに設けてもよい。保護層３５内に吸湿材を含有させてもよい。
【００２７】
有機ＥＬ画像表示装置１０が、有機ＥＬ素子３４から放出される光を第２のガラス基板２側から外部に放出するトップエミッション型である場合、保護層３５は透明な材料で構成される。
【００２８】
図３は、本発明の気密容器の製造方法の具体的な工程を示すプロセスフローチャートである。以下、図３のプロセスチャートに従い、本発明の気密容器の製造方法を具体的に説明する。
【００２９】
（ステップ１）第１のガラス基板の準備工程（図３（ａ））
本発明の製造方法では、始めに第１のガラス基板１を準備する。具体的には、後述する発光部３を設けるのに必要な基板を準備する。製造する有機ＥＬ画像表示装置１０がアクティブマトリックス型の表示装置である場合は、この工程で、図２に示されるＴＦＴ回路１２、平坦化膜１３及びコンタクトホール１４を順次設けておく。
【００３０】
（ステップ２）発光部の形成工程（図３（ｂ））
次に、発光部３を形成する。発光部３を構成する下部電極３１、有機ＥＬ層３２、上部電極３３及び保護層３５は、公知の方法によって形成することができる。
【００３１】
（ステップ３）第２のガラス基板の準備工程（図３（ｃ））
次に、第２のガラス基板２を準備する。第２のガラス基板上には次ステップで枠状の接合材４が複数個配置される。
【００３２】
（ステップ４）接合材の第２のガラス基板への形成工程（図３（ｄ））
次に、接合材４の薄膜を第２のガラス基板２上に形成する。接合材４は、最外周の接合材４が矩形領域の４辺に沿って配列するように形成される。接合材４としては、ガラスフリットが用いられる。接合材４は、粘度が負の温度係数を有し、第１及び第２のガラス基板１，２よりも軟化点が低い。具体的には、まずガラスフリットに適当な液体物質を混合してフリットペーストを調製する。次に、調製したフリットペーストを、発光部３を取り囲むように第２のガラス基板２上に塗布して薄膜を形成する。フリットペーストの塗布方法として、ディスペンス法、スクリーン印刷法等が挙げられる。次に、フリットペーストからなる薄膜４を前焼成し、接合材４とする。接合材４の高さは、好ましくは、前焼成の段階で５μｍ〜３００μｍとなるようにする。
【００３３】
（ステップ５）第１のガラス基板と第２のガラス基板とを対向配置する工程（図３（ｅ））
次に、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを対向配置する。具体的には、第１のガラス基板１に設けられている発光部３が、第２のガラス基板２と、第２のガラス基板２上に設けられた各発光部３に対応する接合材４と、で取り囲まれるように、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との位置合わせを行う。そして、第１のガラス基板１と接合材４とを接触させる。この際、接合材４と第１のガラス基板１との当接ないし接触を確保するために、補助的にガラス基板５でガラス基板１，２を覆い、接合材４を第１のガラス基板１に押しつけることが好ましい。これにより、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間にガラスフリットが介在するようになる。
【００３４】
本実施形態では接合材４は第２のガラス基板２に形成されるが、接合材４の一部または全部が第１のガラス基板１に形成されてもよい。いずれの場合でも、一対のガラス基板１，２が対向配置し、一対のガラス基板１，２で挟まれる空間１６内に、各々が一方のガラス基板に形成され他方のガラス基板に当接する複数の枠状の接合材４が互いに離れて位置する組立体１５が得られる。
【００３５】
（ステップ６）第１のガラス基板と第２のガラス基板を接合する工程（図３（ｆ））
次に、対向配置された一対のガラス基板１，２の間に位置する複数の接合材４に順次局所加熱光を局部的に照射し、接合材４を溶融することにより、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合する。局所加熱光としてはレーザ光９が好適に用いられる。
【００３６】
具体的には、図４に示すように、レーザヘッド８からレーザ光９を複数の接合材４に移動照射し、対向配置された第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合する。図の例ではレーザ光９は第２の基板２側から第２の基板２を透過して接合材４に照射されるが、第１の基板１側から第１の基板１を透過して接合材４に照射されてもよい。レーザ光９は、接合材４が枠状に延びる方向Ｄに沿って、接合材４に移動照射される。レーザ光９は、接合材４の接合領域の近傍を局所的に加熱可能であればよく、光源としては半導体レーザが好適に用いられる。接合材４を局所的に加熱する性能やガラス基板１，２の透過性等の観点から、赤外域に波長を有する加工用半導体レーザが好ましい。
【００３７】
前述のように、レーザ光９は第２のガラス基板２を透過することにより、接合材４にそのエネルギーが吸収される。それに伴い、図５に示すように、接合材４は発熱し、その熱は第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２に拡散する。図５（ａ）はレーザ光の照射を示す模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の破線部の拡大図である。接合材４は第２のガラス基板２上に形成されており、第１のガラス基板１には当接しているだけであるため、第２のガラス基板２への熱６の拡散（熱移動量）の方が、第１のガラス基板１への熱７の拡散（熱移動量）よりも多くなる。それゆえ、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２との間には、温度差に起因した熱膨張差が発生する。その結果、レーザ光９の照射による接合を任意の方向Ｅから順番に行った場合、未照射の接合材４と第１のガラス基板１との間に摩擦が発生する。
【００３８】
例えば、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の熱膨張係数が同じである場合、より高温となる第２のガラス基板２はより大きな熱膨張を示し、それに伴い、未照射の接合材４の位置は方向Ｅに向かって、位置Ｐ１から位置Ｐ２までずれる（図５（ｂ））。これに対し第１のガラス基板１は第２のガラス基板２ほど大きな熱膨張を示さないため、接合材４との当初の当接部の位置は、位置Ｐ１から、位置Ｐ１と位置Ｐ２の中間の位置Ｐ３までしかずれない。しかし、接合材４は第１のガラス基板１に当接しているだけであり、第１のガラス基板１に固定されているわけではないので、当接位置は位置Ｐ３から最終的に位置Ｐ２までずれる。その際に接合材４と第１のガラス基板１との間に摩擦を伴う相対移動が生じ、第１のガラス基板１や接合材４が損傷して、微細破片が発生する可能性が生じる。また、それに起因して接合部の気密性が低下する可能性もある。
【００３９】
本実施形態においては、接合材を溶融する工程、すなわちレーザ光９の照射工程は第１の照射工程と第２の照射工程の２段階に分けて行う。第１の照射工程では、図６（ａ）に示すように、特定の複数の接合材４２に局所加熱光を順次照射する。この特定の接合材４２は、局所加熱光が照射された複数の接合材４２を順次つないだときに１つの閉じた領域４１が形成され、かつこの１つの閉じた領域４１の内部に、少なくとも１つの未照射の接合材４３が存在するように選択される。１つの閉じた領域４１の範囲は接合材４２のつなぎ方、つまり隣接する接合材４２のどの角部同士をつなぐかに依存する。１つの閉じた領域４１は、局所加熱光が照射された各接合材４２を内側に含みかつ最小長さとなるように引かれた閉じた線分（線分の一部が破線で示されている）によって画定される。この線分は、例えば各接合材４２の外側に糸を掛けまわし、糸に張力を与えることによって得られる線分と一致している。隣接する接合材４２同士を結ぶ線は、接合材４が形成されている領域の周縁部にできるだけ近い位置を通る。
【００４０】
第２の照射工程では、図６（ａ）に示すように、レーザ光９は既接合部４２に囲まれた領域４１に含まれる未照射の接合材４３に照射される。既接合部４２は、既にレーザ光９が照射され、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とが接合されている部分である。図６（ａ）を参照すると、本実施形態においては、３つの既接合部４２に囲まれた領域４１内に存在する１３個の接合材４３にレーザ光９を照射することができる。このように、既接合部４２に囲まれた領域４１内は第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とが相互にある程度拘束された状態にあるため、前述の熱膨張差に起因した摩擦を低減することが可能となる。その結果、接合材４や第１のガラス基板１の損傷を低減することが可能となる。
【００４１】
このように、本実施形態では、第２の照射工程においてレーザ光９が照射される接合部４３は既接合部４２で囲まれており、レーザ光９は、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２が互いに拘束された状態で照射される。このため、接合材４と第１のガラス基板１との間の摩擦による接合材４や第１のガラス基板１の損傷を低減することができる。
【００４２】
既接合部の位置及び数は図６（ａ）に示す３箇所に限定されない。図６（ｂ）、（ｃ）に示すように４箇所、あるいはそれ以上の既接合部４２によって１つの閉じた領域４１を形成し、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を拘束することがさらに望ましい。図６（ｂ）の例では、第１の照射工程において、接合材４が配置される矩形領域の各辺につき１つの接合材４２が局所加熱光を照射される。任意の辺につき２以上の接合材が局所加熱光を照射されてもよい。図６（ｃ）の例では、第１の照射工程において、接合材が配置される矩形領域の４隅に位置する接合材４２だけが局所加熱光を照射される。こうして、一対のガラス基板１，２の間に位置する少なくとも一部の接合材４に局所加熱光が照射される。既接合部の数が多いほど拘束効果が向上し、また、領域４１を広く取ることで拘束効果の生じる範囲が拡大する。これによって、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の拘束力が一層強化され、信頼性の高い気密容器を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
以下、具体的な実施例を挙げて本発明の主要な工程をさらに詳しく説明する。第１の実施例では、上記実施形態の図６（ｃ）で説明した製造方法を適用して第１のガラス基板と第２のガラス基板の気密接合を行い、７行７列に切り出すことによって、アクティブマトリックス型の有機ＥＬ画像表示装置（表示ユニット）を４９個製造した。
【００４４】
工程１（第１のガラス基板１を準備する工程、第２のガラス基板２に接合材４を形成する工程）
第１のガラス基板１、第２のガラス基板２として０．７ｍｍ厚のガラス基板（旭硝子株式会社製ＡＮ１００）を用意し、外形５７０ｍｍ×５００ｍｍ×０．７ｍｍに切り出した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ-オゾン洗浄によって、第１のガラス基板１及び第２のガラス基板２の表面を脱脂した。
【００４５】
第１のガラス基板１（一方のガラス基板）には図２に示されるＴＦＴ回路１２、平坦化膜１３及びコンタクトホール１４を設けた。次に、発光部３を形成した。
【００４６】
本実施例では、接合材４としてガラスフリットを用いた。ガラスフリットとしては、熱膨張係数α＝４５×１０-7／℃、軟化点３４８℃のＰ2Ｏ5系鉛非含有ガラスフリット（旭硝子株式会社社製ＬＦＰ−Ａ５０Ｚ）を母材とし、バインダーとして有機物を分散混合したペーストを用いた。このペーストを、図３（ｄ）に示すように、第２のガラス基板２（他方のガラス基板）上にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ２０μｍ、縦５０ｍｍ×横４０ｍｍの寸法にて枠状に形成した。表示ユニット同士の間隔は２０ｍｍとした。その後、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成した（図３（ａ）-（ｄ））。
【００４７】
工程２（第１のガラス基板１と接合材４とを接触させる工程）
次に、接合材４が形成された第２のガラス基板２を第１のガラス基板１に対してアライメントしながら、接合材４が第１のガラス基板１の発光部３を備えた面と接触するように、これらの部材を仮組みした。これによって、発光部と発光部を取り囲む接合材とからなる組が複数個形成された。その後、接合材４への加圧力を均一化するために、補助的に、ガラス基板５（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を配置した。さらに、加圧力を補助するために、不図示の加圧装置によって第一のガラス基板１と、第二のガラス基板２と、接合材４とを、大気圧がかかるように加圧した。このようにして、第一のガラス基板１と第二のガラス基板２とを接合材４を介して接触させた（図３（ｅ））。
【００４８】
工程３（第２のガラス基板２の４隅の接合材４にレーザ光９を照射する工程）
図３，４，６を用いて、本発明の特徴部分である局所加熱光を利用した接合工程を詳細に説明する。
【００４９】
まず第１の照射工程として、図３（ｅ）に示す工程で作成した、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２と接合材４とからなる仮組み構造物（組立体１５）に、局所加熱光（レーザ光９）を照射した。本実施例においては、加工用半導体レーザ装置を１個用意した。レーザ光９はガラス基板１，２に対して垂直方向に光軸を設定した。レーザヘッド８は、レーザ出射口と第２のガラス基板２との距離が８ｃｍとなるように配置した（図４）。
【００５０】
まず、図６（ｃ）に示すように、第２のガラス基板２の角部に形成した接合材４２にレーザ光９を照射した。レーザ光９の照射条件は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー４０Ｗ、有効ビーム径２.０ｍｍとし、図４に示す走査方向Ｄに１０ｍｍ／ｓの速度で走査した。レーザパワーは、レーザヘッドから出射した全光束を積分した強度値として規定し、有効ビーム径は、レーザ光の強度がピーク強度のｅ-2倍以上となる範囲として規定した。レーザ光９の走査中は、接合材４を含む被照射物は固定し、レーザヘッド８を方向Ｄの向きに移動させて照射した。
【００５１】
上記の工程を残りの３つの角部に対しても同様に行い、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２とを接合した。
【００５２】
工程４（領域４１の接合材４にレーザ光９を照射する工程）
次に第２の照射工程として、領域４１に形成された、レーザ光９が未照射の接合材４３に順次レーザ光９を照射し、第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を全ての接合材４によって接合した。レーザ光９の照射条件は工程３と同様の条件とした。
【００５３】
工程５（第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を切断する工程）
第２の照射工程の終了後、最後に第１のガラス基板１と第２のガラス基板２の接合体を、接合材４の間で切断し、４９個の有機ＥＬ画像表示装置に切り分けた。具体的には、第１と第２の両方のガラス基板１，２を所定の位置でガラス切りにて加傷した後、外力を加えることで第１のガラス基板１と第２のガラス基板２を加傷部から割った。これによって、１つの接合材と１つの発光部の組ごとに分割された個々の有機ＥＬ画像表示装置が形成された。
【００５４】
以上の様にして作成した有機ＥＬ画像表示装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【００５５】
（実施例２）
本実施例では、まず第１の照射工程として、図６（ａ）に示すように、３箇所の接合材４２にレーザ光９を照射した（工程３及び工程４）。続いて第２の照射工程として、これらの既接合部４２に囲まれた領域４１内の９つの接合材４３にレーザ光９を照射し、これらの接合材４３について順次接合を行った。以上を除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ画像表示装置を作成した。作成された装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【００５６】
（実施例３）
本実施例は、工程２において図７に示される加圧装置を用いたことを除き、実施例１と同様とした。
【００５７】
加圧部材２０は、図７（ｂ）に示すように、レーザ光が照射されて接合される第１、第２のガラス基板１，２の上部に配置され、第１、第２のガラス基板１，２を上側から加圧する。ガラス基板５が第２のガラス基板２の上側に載置され、加圧部材２０と第２のガラス基板２とが直接接触することを防止する。これによって、第２のガラス基板２の破損及び損傷が防止される。
【００５８】
加圧部材２０は、ベース２１と接触部２２とを備えている。ベース２１は、加圧部材２０の本体部をなし、ガラス基板に相当程度の圧力を加えるように一定程度以上の重量を有している。ベース２１はステンレス（ＳＵＳ）で形成されている。接触部２２は、接触部２２と接しているガラス基板５の上部の不均一性を補償し、ガラス基板５の損傷及び破損を防止する。このため接触部２２は、所定の弾性を有する材料、例えばゴムまたはアクリルのような材質で形成される。
【００５９】
加圧部材２０は、図７（ａ）に示すように格子構造で形成されており、格子の大きさ（間隙の大きさ）はそれぞれの表示ユニットより大きく形成されている。加圧部材２０は、レーザ光９が照射されている表示ユニットに隣接しかつ当該表示ユニットを取り囲む表示ユニットを加圧するようにされている。すなわち、最初に第２のガラス基板の４隅に配置された４つの接合材４２にレーザ光９を照射するときは、接合材４２に隣接する３つの表示ユニットの接合材４３が力Ｆで加圧される。次に、加圧部材２０に覆われていない１２個の接合材４３に順次レーザ光９が照射される。その後、加圧部材２０を方向Ｘに１ユニット分移動させることにより新たに照射可能となった接合材４３に、レーザ光を順次照射する。このとき、レーザ光９が照射されている接合材４３を取り囲む表示ユニットは順次加圧される。引き続き、加圧部材２０をＹ方向に１ユニット分移動させ、未照射の全ての接合材４３にレーザ光９を照射する。
【００６０】
このように、物理的な方法で基板を加圧可能な加圧部材を用いて有機ＥＬ画像表示装置の気密容器を製造したところ、フリットの接着力が向上し、有機ＥＬ画像表示装置の長期信頼性が向上する効果が得られた。以上の様にして作成した有機ＥＬ画像表示装置を作動させたところ、画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が有機ＥＬ画像表示装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【符号の説明】
【００６１】
１ 第１のガラス基板
２ 第２のガラス基板
４１ 閉じた領域
４２，４３ 接合材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のガラス基板が対向配置し、該一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方の前記ガラス基板に形成され他方の前記ガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、
少なくとも一部の前記接合材に局所加熱光を照射することにより、前記少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有し、
前記接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域の内部に少なくとも１つの未照射の接合材が存在するように、一部の前記接合材に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、前記１つの閉じた領域の内部にある前記未照射の接合材に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含む、気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記接合材は、粘度が負の温度係数を有し、前記ガラス基板よりも軟化点が低い、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記接合材は、最外周の接合材が矩形領域の４辺に沿って配列するように、前記空間内に形成され、
前記第１の照射工程では、前記矩形領域の各辺につき少なくとも１つの前記接合材が局所加熱光を照射される、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記接合材は、最外周の接合材が矩形領域の４辺に沿って配列するように、前記空間内に形成され、
前記第１の照射工程では、前記矩形領域の４隅に位置する前記接合材だけが局所加熱光を照射される、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】
前記１つの閉じた領域は、局所加熱光が照射された前記各接合材を内側に含みかつ最小長さとなるように引かれた閉じた線分によって画定される、請求項１から４のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法を用いた画像表示装置の製造方法であって、
一方の前記ガラス基板に複数の発光部を、他方の前記ガラス基板に複数の前記接合材を形成する工程を有し、
前記組立体を得る工程は、前記各接合材が前記各発光部を取り囲むように、前記一対のガラス基板を対向配置することを含み、
前記第２の照射工程が終了した後に、両方の前記ガラス基板を切断し、１つの前記接合材と１つの前記発光部の組ごとに分割する工程を有する、画像表示装置の製造方法。
【請求項１】
一対のガラス基板が対向配置し、該一対のガラス基板で挟まれる空間に、各々が一方の前記ガラス基板に形成され他方の前記ガラス基板に当接する複数の枠状の接合材が互いに離れて位置する組立体を得る工程と、
少なくとも一部の前記接合材に局所加熱光を照射することにより、前記少なくとも一部の接合材を溶融する工程と、を有し、
前記接合材を溶融する工程は、局所加熱光が照射された接合材を順次つないで形成される１つの閉じた領域の内部に少なくとも１つの未照射の接合材が存在するように、一部の前記接合材に局所加熱光を照射する第１の照射工程と、前記１つの閉じた領域の内部にある前記未照射の接合材に局所加熱光を照射する第２の照射工程と、を含む、気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記接合材は、粘度が負の温度係数を有し、前記ガラス基板よりも軟化点が低い、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記接合材は、最外周の接合材が矩形領域の４辺に沿って配列するように、前記空間内に形成され、
前記第１の照射工程では、前記矩形領域の各辺につき少なくとも１つの前記接合材が局所加熱光を照射される、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記接合材は、最外周の接合材が矩形領域の４辺に沿って配列するように、前記空間内に形成され、
前記第１の照射工程では、前記矩形領域の４隅に位置する前記接合材だけが局所加熱光を照射される、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】
前記１つの閉じた領域は、局所加熱光が照射された前記各接合材を内側に含みかつ最小長さとなるように引かれた閉じた線分によって画定される、請求項１から４のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法を用いた画像表示装置の製造方法であって、
一方の前記ガラス基板に複数の発光部を、他方の前記ガラス基板に複数の前記接合材を形成する工程を有し、
前記組立体を得る工程は、前記各接合材が前記各発光部を取り囲むように、前記一対のガラス基板を対向配置することを含み、
前記第２の照射工程が終了した後に、両方の前記ガラス基板を切断し、１つの前記接合材と１つの前記発光部の組ごとに分割する工程を有する、画像表示装置の製造方法。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６９０６８（Ｐ２０１２−１６９０６８Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７３３９（Ｐ２０１１−２７３３９）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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