(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
近年、パネル形状の機能材料デバイスが種々の分野で活用されている。機能材料デバイスとしては、例えば、モジュール型のディスプレイや、照明装置、光学素子などがある。より具体的には、機能材料デバイスとして、タッチパネルや液晶表示装置、OLED(有機発光ダイオード)素子、有機EL表示装置や有機EL照明器、光学フィルム、光学フィルタ、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池などが例示される。これら機能材料デバイスは、パネル形状にされて、種々の機器に組み込まれる。近年では、パネルの形状も、旧来からの平面状のパネルに加え、湾曲形状やドーム形状といった3次元形状のパネル形状とされることもある。
【0003】
機能材料デバイスは、機能材料の酸化や加水分解等の化学的劣化や、機能材料の脱落などの物理的劣化をすることの無いよう、通常、バリア層や保護層を備えている。このようなバリア層や保護層は、機能材料に密着して一体化されるよう、いわゆる封止装置を用いて、真空環境下で貼り合わされる。
例えば、特許文献1には、真空チャンバと弾性ダイアフラム31と弾性シート22を備える封止装置Aが開示され、当該封止装置により、弾性シート22に保持した封止基板(例えばバリア層)と、治具5上に置かれた成形基板(例えば、有機EL表示装置の本体部分)とを、真空環境下で一体化する技術が開示されており、当該技術によれば、機能材料薄膜層から空気を排した3次元形状の機能材料デバイスが製造できることが開示されている。参考のため、特許文献1中の図を
図8として引用して示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この様な封止装置においては、治具5上に置かれる成形基板と、弾性シート22に保持した封止基板を正確に重ねあわせて一体化し、成形基板と封止基板の間に空気が残らないように、真空環境下で一体化して機能材料デバイスを製造する必要がある。そのため、
図8に示す従来の封止装置においては、弾性シート22を保持する枠体21と、上側真空容器の周縁部30aと、下側真空容器の周縁部1aとの間を、シール部材25、37でシールして、真空容器内の真空引きを実現していた。
【0006】
しかしながら、枠体21と真空容器の周縁部30a、1aとの間のシールの確実性を高めることは難しい。弾性シート22は所定の張力でぴんと張られるように枠体21に固定され保持されているため、枠体21には弾性シート22による強い引っ張り力が作用しており、この引っ張り力により、枠体21の形状がひずみやすく、周縁部30a、1aとの間の距離にばらつきが生じやすいからである。枠体21の剛性を高めるのも弾性シートの取り扱い性などの制約から限界がある。
【0007】
本発明の目的は、封止装置の真空容器の開口部のシールの確実性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明者は、鋭意検討の結果、封止装置用弾性シートをメッシュを利用して構成し、メッシュを貫くようにシール部材を弾性シートに設けると、真空容器の開口部のシールの確実性を高めうることを知見し、本発明を完成させた。
【0009】
本発明は、パネル形状の機能材料デバイスの製造過程に使用される封止装置に用いられる弾性シートであって、弾性シートは、弾力性を有するメッシュに対し、所定の平面パターンで吸着層が設けられて構成されており、前記吸着層を取り囲むように、閉じた形状のシール部材が配置されており、シール部材は、メッシュを貫くように形成されて
おり、シール部材が形成された部分で、シール部材を構成する樹脂材料がメッシュの線の間に入り込むように充填されていて、樹脂材料の充填によりメッシュの線の間の空間が隙間なく埋められている封止装置用弾性シートである(第1発明)。
【0010】
また、本発明は、第1発明の封止装置用弾性シートを製造する方法であって、シール部材の形成が、シール部材が形成されるべき領域において、液状もしくはペースト状の樹脂材料をメッシュの内側に充填する工程、及び当該領域において樹脂材料を硬化させる工程、
を含んでなされる封止装置用弾性シートの製造方法である(第2発明)。第2発明においては、液状もしくはペースト状の樹脂材料が光硬化性樹脂材料であり、紫外線の照射により樹脂材料を硬化させることが好ましい(第3発明)。
【発明の効果】
【0011】
本発明の封止装置用弾性シート(第1発明)によれば、封止装置用弾性シートのメッシュに形成されたシール部材を真空容器の開口部で挟むことにより、真空容器のシールを行うことができ、シールの確実性が高められる。
また第2発明の封止装置用弾性シート製造方法によれば、シールの確実性をより高めると共に、そのようなシール部材を効率的かつ確実に弾性シートを構成するメッシュに一体化することができる。
さらに、第3発明の封止装置用弾性シート製造方法によれば、シール部材を特に効率的に製造できる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下図面を参照しながら、有機EL発光パネルの製造用の封止装置に使用できる弾性シートを例として、発明の実施形態について説明する。発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。
【0014】
図1に第1実施形態の封止装置用弾性シート1の斜視図を示し、
図2に封止装置用弾性シート1のX−X断面図を示す。また、
図3はシール部材Sの部分を拡大した部分断面図であり、
図4は吸着層Rの部分を拡大した部分断面図である。
弾性シート1は、弾力性を有するメッシュMに対し、所定の平面パターンで吸着層Rを設けて構成されている。吸着層Rは、少なくともメッシュMの片面側に露出して設けられている。また、弾性シート1には、吸着層Rを取り囲むように、閉じた形状のシール部材Sが配置されている。また、シール部材Sは、全周にわたって、
図3に示すようにメッシュMを貫くように形成されている。このシール部材Sは真空容器のシールに使用される。後述するように、シール部材Sが封止装置の真空容器の開口部の間に挟まれることで、弾性シート1の両面において当該部位がシール可能となるように形成されている。
【0015】
メッシュMは封止装置において求められる弾力性を有している。メッシュを構成する線の材質としては、ポリエステル、ポリアミド、ウレタン、ステンレス等が例示できる。メッシュを構成する線として高張力芯鞘繊維(例えば株式会社クラレの「VECRY」等)を使用することもできる。メッシュMとしては、番手が50〜1000メッシュの物が好ましく使用でき、80〜250メッシュの物が封止装置用弾性シートの素材として特に好ましく使用できる。本実施形態においては、ポリエステル樹脂製のモノフィラメントを用いた120メッシュのメッシュを用いている。
【0016】
吸着層Rは、所定の平面パターンに設けられており、本実施形態においては、複数の平行な筋状のパターンに設けられている。吸着層が設けられる平面パターンは特に限定されず、筋状、同心円状、櫛歯状、波型状であってもよいし、格子状、複数のドットが散在するパターン、べた塗りされた中に複数の穴が散在するパターン等であってもよい。これらの平面パターンは、保持する対象物の形状や、引きはがし方などに応じて定められる。
【0017】
吸着層Rによって、保持されるべき封止基板が弾性シート1に保持される。吸着層Rは例えば、粘着剤をメッシュMに所定のパターンで塗布することにより形成してもよい。あるいは、
図4に示す例のように、表面が平滑なゴム製の弾性層をメッシュM上に一体化することにより、吸着層Rを構成することもできる。本実施形態においては、吸着層Rを表面が平滑な弾性層で構成している。なお、本実施形態の以下の説明においては、吸着層Rのことを弾性層とも表記する。
【0018】
本実施形態の弾性層を構成する材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムやイソプレンゴムなどのゴム材料や、ウレタン樹脂などの樹脂材料が利用できる。これら樹脂材料は、架橋するゴムや反応により硬化する樹脂などのような、硬化性樹脂であることが好ましい。弾性層Rの弾力性の程度は、デュロA硬度で40〜80程度とされることが好ましく、より好ましくは、デュロA硬度で60〜70程度とされる。本実施形態においては、弾性層は、デュロA硬度で65度の架橋されたシリコーンゴムにより形成されている。
【0019】
弾性層の表面Ptは、例えば、表面粗度がRa0.01〜0.20μmの平滑な面とされている。この平滑な面Ptは吸着性を有していて、平滑面Ptの吸着性を利用して、対象物(封止基板)を保持する。本実施形態においては、表面粗度Ra0.1μm以下の鏡面状の平滑面としている。
【0020】
メッシュMに対し、弾性層Rは、弾性層の一部がメッシュMの目開き部分に入り込むような形態で一体化されている。そのため、弾性層の厚みは、メッシュの線がある部分とメッシュの目開き部とで異なった厚みとなっている。
図4には、弾性層Rが目開き部に入り込んだ様子を破線で示している。本実施形態においては、メッシュMを構成する線の線径が80μmとされ、メッシュを構成する線が交差する位置における弾性層の厚みが、8μmとされ、メッシュの目開き部における弾性層の厚みが100μmとされている。
【0021】
この様な弾性層(吸着層R)は、例えば、以下の方法により得ることができる。
まず、表面が平滑な転写面を準備し、当該転写面に、ペースト状の樹脂材料をスクリーン印刷して、弾性層となるべき平面パターンを転写面上にペースト状樹脂材料によって形成する。次に、樹脂材料により転写面上に形成された平面パターンを覆うようにメッシュMを配置して、メッシュMを転写面に向かって押圧して、ペースト状樹脂材料の一部をメッシュMの目開き部に入り込ませつつ、メッシュの厚み方向の位置を調整して樹脂材料が所定の厚みとなるようにする。その後、樹脂材料を硬化させ、所定パターンの弾性層をメッシュMと一体化する。その後、メッシュMと一体化された転写面から弾性層を引きはがして、メッシュMに吸着層(弾性層)Rが一体化された弾性シート1を得ることができる。
【0022】
シール部材Sについて説明する。
シール部材Sを構成する材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムやイソプレンゴムなどのゴム材料や、ウレタン樹脂などの弾力性を有する樹脂材料が利用できる。これら樹脂材料は、架橋するゴムや反応により硬化する樹脂などのような、硬化性樹脂であることが好ましい。シール部材Sの弾力性の程度は、デュロA硬度で40〜90程度とされることが好ましく、より好ましくは、デュロA硬度で50〜80程度とされる。本実施形態においては、シール部材Sは、デュロA硬度で55度の架橋されたシリコーンゴムにより形成されている。
【0023】
シール部材Sを構成する樹脂材料は、未硬化の状態では液状もしくはペースト状であることが好ましい。メッシュMを貫くようなシール部材Sが形成しやすいからである。また、シール部材Sを構成する樹脂材料は、光硬化性樹脂材料であることが好ましく、紫外線の照射により硬化する光硬化性樹脂材料であることが特に好ましい。また、シール部材Sを構成する樹脂材料は、メッシュMを構成する線と接着性の良い樹脂であることが、シール性向上の観点から好ましい。紫外線硬化性のシリコーンゴムとしては、例えば信越シリコーンのKER−4690等が例示される。
【0024】
シール部材Sは、吸着層Rを取り囲むように、閉じた形状で設けられる。本実施形態では、四角形状の平面形状に設けられている。この形状は、封止装置の真空容器においてシールすべき開口の形状に応じて決定される。シール部材Sの断面形状は特に限定されないが、弾性シート1の両面においてシール可能となるように、メッシュMから所定の高さで弾性シート1の両面に突出するような形状とされることが好ましい。なお、真空容器の開口部の側にもシール部材が備えられるような場合には、弾性シート1のシール部材は、メッシュMから突出しないものであってもよい。
【0025】
本実施形態におけるシール部材Sの断面形状は、相手部材(真空容器の開口部)と当接する面(シール部材Sの上面及び下面)が平坦で、断面が矩形状とされている。シール部材の具体的な断面形状、特に、相手部材と接触する部分の形状は、求められるシール性能等により定めればよく、相手部材と当接する部分に凸条やリップが設けられたり、当該部分が階段状に形成されたりしたものであってもよい。
【0026】
図3に示すように、シール部材Sは、メッシュMを貫くように形成されている。シール部材Sが設けられた部分では、シール部材Sを構成する樹脂材料がメッシュMの線の間に入り込むように充填されている。樹脂の充填によりメッシュの線の間の空間が隙間なく埋められている。そのため、メッシュ部分においても、シール部材Sを横切る方向(
図2における左右方向)への空気の移動が阻止される。
【0027】
上記実施形態の弾性シート1は、パネル形状の機能材料デバイスの製造過程に使用される封止装置の構成部品として使用できる。例えば、特許文献1に開示された封止装置における弾性シート(
図8に図示された封止装置においては弾性シート22)のように、上記実施形態の弾性シート1が好ましく使用できる。封止装置においては、弾性シート1の吸着層Rの表面Ptに、封止基板が吸着されて保持され、封止基板と成形基板とが一体化される。弾性シート1が使用される具体的形態や封止装置の動作等については、概ね同様であるので、詳細な説明は省略する。ただし、上記実施形態の弾性シート1においては、シール部材SがメッシュMに一体化されているため、真空容器のシールの仕方が異なる。
図6に示すように、上記実施形態の弾性シート1を封止装置に用いる場合には、保持治具Jを備える下側真空容器VC2の開口と、ダイアフラムDFを備える上側真空容器VC1の開口が対向する部分に、弾性シート1に設けられたシール部材Sが挟み込まれて、真空容器の開口部のシールがなされうる。
【0028】
上記実施形態の弾性シート1の製造方法について説明する。
メッシュ上に吸着層Rを設ける方法は、例えば、メッシュMの表面に粘着剤を塗布するなどして設ける方法であってもよい。あるいは、上述したような方法で、平坦な表面を有する弾性層をメッシュMに一体化させて、吸着層Rとしてもよい。
【0029】
以下に、シール部材SをメッシュMに一体に成形する方法について例示する。なお、シール部材Sの製造方法はこれに限定されない。
図5に示すように、メッシュMをぴんと張った状態で収容できる容器Cを準備し、容器Cの底面を水平に保った状態で、メッシュMを容器Cの底面から所定距離だけ離間させて配置する。そして、容器Cに、シール部材Sとなるべき未硬化の液状もしくはペースト状の樹脂材料Pを注ぎ込み、メッシュMが未硬化樹脂材料Pに埋没するようにする(
図5(a))。この製造例では、樹脂材料Pとして液状の紫外線硬化性のシリコーンゴムを用いている。
【0030】
このとき、メッシュMを上下に動かしたり、真空脱泡を行ったりして、メッシュの内側、すなわち、メッシュの線と線の間に、未硬化樹脂材料Pが隙間なく充填されるようにする。そして、液状もしくはペースト状の樹脂材料Pの表面が水平な平坦面となるようにする。樹脂材料Pが液状であれば静置することにより表面を水平な平坦面にできる。樹脂材料Pの粘度が高い場合や、樹脂材料Pがペースト状である場合には、表面をブレード等でならして水平な平坦面にしてもよい。
【0031】
その後、シール部材Sになるべき部分に、紫外線を照射して、その部分を硬化する(
図5(b))。例えば、シール部材の平面形状と同じ開口(透光性の部分)を設けたマスクMSを未硬化樹脂材料Pの表面の上部に置いた状態で、上方から紫外線UVLを照射する。あるいは、紫外線の照射を紫外線ビームの走査によって行ってもよい。こうした紫外線照射を行うことにより、未硬化の樹脂材料Pが、シール部材が形成されるべき領域SRにおいては硬化し、その他の領域においては未硬化のままとなる。
【0032】
シール部材が形成されるべき領域SRで樹脂材料が硬化したら、メッシュMを容器Cから取り出して、未硬化の樹脂材料Pを洗浄するなどして除去すると、シール部材SがメッシュMに一体成形された弾性シートが得られる。必要に応じ2次架橋を行ってもよい。この弾性シートに対し、さらに吸着層Rを設ければ、第1実施形態の弾性シート1が得られる。
【0033】
上記製造方法では、メッシュMの全体を液状の未硬化樹脂材料に埋没させたが、必ずしもそうする必要はなく、シール部材が形成されるべき領域SRにおいて、液状もしくはペースト状の樹脂材料がメッシュの内側に充填されれば良い。例えば、シール部材が形成されるべき形状の開口部を有するメッシュ版を用いて、ペースト状樹脂材料をメッシュMに対してスクリーン印刷し、シール部材が形成される部位だけにペースト状樹脂材料を充填するようにしてもよい。シール部材1によるシールが確実に行われるよう、シールが形成されるべき領域SRのメッシュの内側に樹脂材料が隙間なく充填されれば、シール性が確実なシール部材Sが得られる。
【0034】
また、上記製造方法では、紫外線硬化を利用した製造方法で説明したが、シール部材が形成される部位だけにペースト状樹脂材料を充填するようにした場合には、樹脂材料を熱により硬化させても所定の形状のシール部材Sを成形できる。
【0035】
また、シール部材Sを複数段階の工程により分けて成形してもよく、例えば、まず、シール部材Sが形成されるべき領域SRでメッシュの内側に樹脂材料を充填して、シール部材の土台をつくった後に、土台の上に、別の手段(例えばディスペンサ等)により、シールの山部やリップを追加して、シール部材Sを完成させるようにしてもよい。また、シール部材Sが真空容器の開口部に当接する部分を平滑面にする場合には、液状もしくはペースト状の樹脂材料の表面にフィルム等の転写面を密着させた状態で、シール部材Sの形成を行い、シール部材Sの形成後にフィルムを引きはがして、平滑なシール部材表面を露出させてもよい。また、こうしたフィルム部材を利用して、メッシュの線の間に樹脂材料を押し込むことを補助してもよい。
【0036】
上記実施形態の封止装置用弾性シート1にかかる作用効果について説明する。
封止装置用弾性シート1にはシール部材Sが一体に設けられており、封止装置の真空容器の開口部の間にこのシール部材Sを挟み込むことで、真空容器の開口部のシールができる。この時、弾性シート1は所定の張力でぴんと張られた状態であるため、シール部材Sも平面状に配置されることになり、真空容器の開口部との隙間などが均一になって、挟み込まれた際のシールがより確実なものとなる。また、弾性シートのメッシュM上に配置されたシール部材Sは、メッシュMの弾力性により、弾性シートの面直方向に変位可能であるため、シール部材Sの表面と、真空容器の開口部表面の間の隙間に多少の不均一さがあっても、弾性的な変位によって、その不均一さを吸収でき、シールをより確実なものとすることができる。
【0037】
また、封止装置用弾性シート1を製造するにあたって、シール部材Sの形成が、シール部材が形成されるべき領域SRにおいて、液状もしくはペースト状の樹脂材料PをメッシュMの内側に充填する工程、及び当該領域SRにおいて樹脂材料Pを硬化させる工程とを含んでなされるようにした場合には、得られる弾性シートを使用する際に、シール部材Sを横切る方向(
図2における左右方向)への空気の移動が確実に阻止されて、シールがより確実なものとなる。また、このような製造方法によれば、シール部材Sを効率的かつ確実にメッシュMに一体化することができる。
【0038】
さらに、シール部材Sの形成に使用する液状もしくはペースト状の樹脂材料を光硬化性樹脂材料とし、かつ、紫外線の照射により当該樹脂材料を硬化させるようにした場合には、シール部材Sを特に効率的に製造できる。
【0039】
発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。
【0040】
図7には、第2実施形態の封止装置用弾性シート2の斜視図を示す。本実施形態には、メッシュMに対して、所定の平面パターン(本実施形態ではドットが散在するパターン)を有する吸着部Rが3か所設けられている。そして、それぞれの吸着部R、Rを取り囲むように、閉じた形状のシール部材S,Sが3つ配置されている。この実施形態によっても、第1実施形態の弾性シート1と同様にシールの確実性が高められる。
【0041】
また、第2実施形態の封止装置用弾性シート2によれば、一度に3つの基盤を保持することができ、封止作業を効率化することができる。例えば、封止装置用弾性シート2により、3種類の基板を吸着・保持してから、1つの封止装置に置かれた成形基板の上に順次送り込んで、多層構造の積層体を作る工程に使用できる。あるいは、封止装置用弾性シート2により、3枚の封止基板を吸着・保持してから、3台の封止装置にそれぞれ置かれた成形基板の上に送り込んで、封止基板と成形基板とを積層した積層体を3つ同時に製造する工程に使用できる。
【0042】
また、封止基板や成形基板の具体的構成や用途、封止装置の具体的構成は特に限定されない。封止装置の例として例示した特許文献1には、3次元形状の有機EL発光パネルの製造に用いられる封止装置が開示されているが、上記実施形態の封止装置用弾性シート1は、フラットパネルを製造する際の封止装置に用いることもできる。また、有機発光パネルの封止でなく、例えば、タッチパネルや液晶表示装置の封止に用いることもできる。