(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチスタック接合体とその製造方法及びこれを含む表示装置を提供する。【解決手段】本発明のマルチスタック接合体１は、第１透明部材１１と、第１透明部材１１上に配置された第２透明部材２１と、第１透明部材１１と第２透明部材２１との間に介在する中間層３１と、を有し、第１透明部材１１、第２透明部材２１、及び中間層３１との間に物理的境界が存在しない接合領域４１が形成され、接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１透明部材と、
前記第１透明部材上に配置された第２透明部材と、
前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層と、を有し、
前記第１透明部材、前記第２透明部材、及び前記中間層との間に物理的境界が存在しない接合領域が形成され、
前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成されることを特徴とするマルチスタック接合体。
【請求項２】
前記第１透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し、
前記第２透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在することを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項３】
前記接合領域の屈折率は、前記第１透明部材の屈折率、前記第２透明部材の屈折率、及び前記中間層の屈折率と異なり、
前記接合領域の密度は、前記第１透明部材の密度、前記第２透明部材の密度、及び前記中間層の密度と異なることを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項４】
前記第１透明部材と前記第２透明部材とは、互いに離隔し、
前記第１透明部材と前記第２透明部材との離隔距離は、２μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項５】
前記中間層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、若しくは酸化窒化ケイ素を含む無機材料、又は金属材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項６】
前記中間層は、リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ヒ酸塩（ａｒｓｅｎａｔｅ）、ホウ酸塩（ｂｏｒａｔｅ）、硫化ゲルマニウム、セレン化インジウム、及びセレン化カドミウムのうちの少なくとも１種の無機結晶材料を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のマルチスタック接合体。
【請求項７】
前記第１透明部材又は前記第２透明部材は、６０．０重量％〜８５．０重量％の酸化ケイ素、２．０重量％〜２０．０重量％の酸化アルミニウム、及び０．１重量％〜１５．０重量％の酸化ホウ素を含むことを特徴とする請求項５に記載のマルチスタック接合体。
【請求項８】
前記接合領域内には、長軸及び短軸を有する形状のシード形状構造体が存在し、
前記シード形状構造体は、前記第１透明部材及び前記中間層に亘って位置することを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項９】
前記シード形状構造体は、前記第２透明部材に更に亘って位置することを特徴とする請求項８に記載のマルチスタック接合体。
【請求項１０】
前記シード形状構造体の長軸方向の長さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、
前記シード形状構造体の短軸方向の長さは、前記シード形状構造体の長軸方向の長さの１／２０倍以上１／５倍以下であり、
前記接合領域の長軸方向の長さは、前記シード形状構造体の長軸方向の長さの１倍以上４倍以下であり、
前記接合領域の短軸方向の長さは、前記シード形状構造体の短軸方向の長さの５倍以上１５倍以下であることを特徴とする請求項８に記載のマルチスタック接合体。
【請求項１１】
前記接合領域は、互いに離隔する第１接合領域及び第２接合領域を含み、
前記第１接合領域と前記第２接合領域との間の前記第１透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し、
前記第１接合領域と前記第２接合領域との間の前記第２透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在することを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項１２】
前記中間層は、前記第１透明部材に接する第１中間層、及び前記第１中間層と部分的に物理的境界を有して前記第２透明部材に接する第２中間層を含み、
前記第１透明部材、前記第１中間層、前記第２中間層、及び前記第２透明部材は、互いに部分的に接合されて一体化され、
前記接合領域は、前記第１透明部材、前記第１中間層、前記第２中間層、及び前記第２透明部材に亘って位置することを特徴とする請求項１に記載のマルチスタック接合体。
【請求項１３】
第１透明部材、前記第１透明部材上に配置された第２透明部材、及び前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層を含む積層体を準備する段階と、
前記積層体にレーザーを照射して前記第１透明部材、前記第２透明部材、及び前記中間層との間に物理的境界が存在しない接合領域を形成する段階と、を有し、
前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成されることを特徴とするマルチスタック接合体の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザーを照射して接合領域を形成する段階は、
前記第１透明部材内に前記レーザーの焦点を形成する段階と、
前記第２透明部材及び前記中間層を順次透過するように、前記焦点に１０フェムト秒（ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ）以上５０フェムト秒以下のパルス幅を有するレーザーを照射して前記接合領域を形成する段階と、を含み、
前記接合領域内には、シード形状構造体が存在し、
前記シード形状構造体は、前記焦点の位置から前記第２透明部材の方向に成長して形成されることを特徴とする請求項１３に記載のマルチスタック接合体の製造方法。
【請求項１５】
前記積層体を準備する段階は、
前記第１透明部材を準備する段階と、
物理気相蒸着法を用いて前記第１透明部材上に直接前記中間層を形成する段階と、
前記中間層上に前記第２透明部材を配置する段階と、を含み、
前記中間層は、銀、金、白金、銅、アルミニウム、モリブデン、チタニウム、又はこれらの合金、又はこれらの金属酸化物、又はこれらの金属窒化物を含む金属材料を含むことを特徴とする請求項１３に記載のマルチスタック接合体の製造方法。
【請求項１６】
前記積層体を準備する段階は、
前記第１透明部材を準備する段階と、
化学気相蒸着法を用いて前記第１透明部材上に直接前記中間層を形成する段階と、
前記中間層上に前記第２透明部材を配置する段階と、を含み、
前記中間層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は酸化窒化ケイ素を含む無機材料を含むことを特徴とする請求項１３に記載のマルチスタック接合体の製造方法。
【請求項１７】
第１透明部材、前記第１透明部材上に配置された第２透明部材、及び前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層を含むマルチスタック接合体を有する表示装置であって、
前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材との間に物理的境界が存在しない接合領域が形成され、
前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項１８】
前記表示装置は、
前記第１透明部材と、
前記第１透明部材上に配置された有機発光素子と、
前記有機発光素子上に配置された前記第２透明部材と、
前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在して前記有機発光素子を少なくとも部分的に囲むように配置された前記中間層と、を含む有機発光表示装置であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記表示装置は、
バックライトユニットと、
前記バックライトユニット上に配置された液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置であり、
前記バックライトユニットは、
青色波長帯域の光を放出する光源と、
前記光源から光の提供を受けてガイドした後、前記液晶表示パネル側へ出射する導光板と、
前記光源から前記導光板に至る光経路上に配置され、入射光の波長を変換して出射する波長変換部と、を含み、
前記波長変換部は、
波長変換物質と、
前記波長変換物質を収容する空間を有する前記第１透明部材と、
前記第１透明部材上に配置されて前記波長変換物質を密封する前記第２透明部材と、
前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在し、前記第１透明部材及び前記第２透明部材と互いに部分的に接合されて一体化された前記中間層と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記表示装置は、
バックライトユニットと、
前記バックライトユニット上に配置された液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置であり、
前記バックライトユニットは、
青色波長帯域の光を放出する光源と、
前記光源から光の提供を受けてガイドした後、前記液晶表示パネル側へ出射する前記第１透明部材と、
前記光源から前記第１透明部材に至る光経路上に配置され、入射光の波長を変換して出射する波長変換部と、を含み、
前記波長変換部は、
波長変換物質と、
前記波長変換物質を収容する空間を有する前記第２透明部材と、
前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在し、前記第１透明部材及び前記第２透明部材と互いに部分的に接合されて一体化された前記中間層と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチスタック接合体とその製造方法及びこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置は、マルチメディアの発達に伴ってその重要性が益々高まっている。これに応えて、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）や有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）などの様々な表示装置が開発されている。
【０００３】
液晶表示装置や有機発光表示装置などの表示装置の映像表示はいずれも光の透過に起因する。特に、光の透過率は、表示装置の輝度などの表示品質に影響を及ぼす。従って、表示装置をなす構成要素は、少なくとも部分的に透明性部材、例えばガラス部材を含む。
【０００４】
複数の透明性部材を結合させてマルチスタック接合体を形成する方法として、液体又は軟膏性の接着剤であるシーラントを用いて接合する方法、ガラスフリット又は粉末ガラスを用いて接合する方法などが挙げられる。
【０００５】
シーラント接合は、第１ガラス部材と第２ガラス部材との間に液体又は軟膏性のシーラント物質を塗布し、これを硬化させることにより、第１ガラス部材と第２ガラス部材とを互いに接合する。
【０００６】
また、ガラスフリット／粉末ガラス接合は、第１ガラス部材と第２ガラス部材との間にガラスフリット／粉末ガラス物質を塗布し、これを溶融硬化させることにより、第１ガラス部材と第２ガラス部材とを互いに接合する。
【０００７】
ところが、シーラント接合及びガラスフリット／粉末ガラス接合は、いずれも接合対象である第１ガラス部材と第２ガラス部材との接合界面を維持する接合方法である。即ち、シーラント接合及びガラスフリット／粉末ガラス接合は、接合部位でガラス部材の接合界面に変形が発生しない接合方法である。従って、シーラント接合及びガラスフリット／粉末ガラス接合は、単位面積当たりの接合強度がそれぞれ約６ＭＰａ及び約１０ＭＰａのレベルであり非常に低いという限界がある。それだけでなく、シーラント接合の場合、シーラント物質が有機材料を含むため、ガスや水分などの不純物の侵入に脆弱である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、複数の透明部材を結合させて優れた接合強度及び低いガス透過率を有するマルチスタック接合体を提供することにある。
また、本発明の目的は、複数の透明部材を結合させるためのマルチスタック接合体の製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、マルチスタック接合体を含むことにより信頼性及び耐久性を向上させた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマルチスタック接合体は、第１透明部材と、前記第１透明部材上に配置された第２透明部材と、前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層と、を有し、前記第１透明部材、前記第２透明部材、及び前記中間層とのに物理的境界が存在しない接合領域が形成され、前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成される。
【００１０】
前記第１透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し、前記第２透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し得る。
前記接合領域の屈折率は、前記第１透明部材の屈折率、前記第２透明部材の屈折率、及び前記中間層の屈折率と異なり、前記接合領域の密度は、前記第１透明部材の密度、前記第２透明部材の密度、及び前記中間層の密度と異なり得る。
前記第１透明部材と前記第２透明部材とは、互いに離隔し、前記第１透明部材と前記第２透明部材との離隔距離は、２μｍ以上であり得る。
前記中間層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、若しくは酸化窒化ケイ素を含む無機材料、又は金属材料を含み得る。
前記中間層は、リン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ヒ酸塩（ａｒｓｅｎａｔｅ）、ホウ酸塩（ｂｏｒａｔｅ）、硫化ゲルマニウム、セレン化インジウム、及びセレン化カドミウムのうちの少なくとも１種の無機結晶材料を更に含み得る。
前記第１透明部材又は前記第２透明部材は、６０．０重量％〜８５．０重量％の酸化ケイ素、２．０重量％〜２０．０重量％の酸化アルミニウム、及び０．１重量％〜１５．０重量％の酸化ホウ素を含み得る。
前記接合領域内には、長軸及び短軸を有する形状のシード形状構造体が存在し、前記シード形状構造体は、前記第１透明部材及び前記中間層に亘って位置し得る。
前記シード形状構造体は、前記第２透明部材に更に亘って位置し得る。
前記シード形状構造体の長軸方向の長さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、前記シード形状構造体の短軸方向の長さは、前記シード形状構造体の長軸方向の長さの１／２０倍以上１／５倍以下であり、前記接合領域の長軸方向の長さは、前記シード形状構造体の長軸方向の長さの１倍以上４倍以下であり、前記接合領域の短軸方向の長さは、前記シード形状構造体の短軸方向の長さの５倍以上１５倍以下であり得る。
前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材を互いに部分的に接合する第１接合領域と、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材を互いに部分的に接合し、前記第１接合領域から離隔する第２接合領域とを含み、前記第１接合領域と前記第２接合領域との間の前記第１透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し、前記第１接合領域と前記第２接合領域との間の前記第２透明部材と前記中間層との密着面は、部分的に物理的境界が存在し得る。
前記中間層は、前記第１透明部材に接する第１中間層、及び前記第１中間層と部分的に物理的境界を有して前記第２透明部材に接する第２中間層を含み、前記第１透明部材、前記第１中間層、前記第２中間層、及び前記第２透明部材は、互いに部分的に接合されて一体化され、前記接合領域は、前記第１透明部材、前記第１中間層、前記第２中間層、及び前記第２透明部材に亘って位置し得る。
【００１１】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマルチスタック接合体の製造方法は、第１透明部材、前記第１透明部材上に配置された第２透明部材、及び前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層を含む積層体を準備する段階と、前記積層体にレーザーを照射して前記第１透明部材、前記第２透明部材、及び前記中間層との間に物理的境界が存在しない接合領域を形成する段階、とを有し、前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成される。
【００１２】
前記レーザーを照射して接合領域を形成する段階は、前記第１透明部材内に前記レーザーの焦点を形成する段階と、前記第２透明部材及び前記中間層を順次透過するように、前記焦点に１０フェムト秒（ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ）以上５０フェムト秒以下のパルス幅を有するレーザーを照射して前記接合領域を形成する段階と、を含み、前記接合領域内には、シード形状構造体が存在し、前記シード形状構造体は、前記焦点の位置から前記第２透明部材の方向に成長して形成され得る。
前記積層体を準備する段階は、前記第１透明部材を準備する段階と、物理気相蒸着法を用いて前記第１透明部材上に直接前記中間層を形成する段階と、前記中間層上に前記第２透明部材を配置する段階と、を含み、前記中間層は、銀、金、白金、銅、アルミニウム、モリブデン、チタニウム、又はこれらの合金、又はこれらの金属酸化物、又はこれらの金属窒化物を含む金属材料を含み得る。
前記積層体を準備する段階は、前記第１透明部材を準備する段階と、化学気相蒸着法を用いて前記第１透明部材上に直接前記中間層を形成する段階と、前記中間層上に前記第２透明部材を配置する段階と、を含み、前記中間層は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又は酸化窒化ケイ素を含む無機材料を含み得る。
【００１３】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による表示装置は、第１透明部材、前記第１透明部材上に配置された第２透明部材、及び前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在する中間層を含むマルチスタック接合体を有する表示装置であって、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材との間に物理的境界が存在しない接合領域が形成され、前記接合領域は、前記第１透明部材、前記中間層、及び前記第２透明部材に亘って形成される。
【００１４】
前記表示装置は、前記第１透明部材と、前記第１透明部材上に配置された有機発光素子と、前記有機発光素子上に配置された前記第２透明部材と、前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在して前記有機発光素子を少なくとも部分的に囲むように配置された前記中間層と、を含む有機発光表示装置であり得る。
前記表示装置は、バックライトユニットと、前記バックライトユニット上に配置された液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置であり、前記バックライトユニットは、青色波長帯域の光を放出する光源と、前記光源から光の提供を受けてガイドした後、前記液晶表示パネル側へ出射する導光板と、前記光源から前記導光板に至る光経路上に配置され、入射光の波長を変換して出射する波長変換部と、を含み、前記波長変換部は、波長変換物質と、前記波長変換物質を収容する空間を有する前記第１透明部材と、前記第１透明部材上に配置されて前記波長変換物質を密封する前記第２透明部材と、前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在し、前記第１透明部材及び前記第２透明部材と互いに部分的に接合されて一体化された前記中間層と、を含み得る。
前記表示装置は、バックライトユニットと、前記バックライトユニット上に配置された液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置であり、前記バックライトユニットは、青色波長帯域の光を放出する光源と、前記光源から光の提供を受けてガイドした後、前記液晶表示パネル側へ出射する前記第１透明部材と、前記光源から前記第１透明部材に至る光経路上に配置され、入射光の波長を変換して出射する波長変換部と、を含み、前記波長変換部は、波長変換物質と、前記波長変換物質を収容する空間を有する前記第２透明部材と、前記第１透明部材と前記第２透明部材との間に介在し、前記第１透明部材及び前記第２透明部材と互いに部分的に接合されて一体化された前記中間層と、を含み得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のマルチスタック接合体は、第１透明部材と第２透明部材との間に介在する中間層を含むことにより接合界面における層間密着性を向上させることができ、これにより優れた接合強度を有するマルチスタック接合体を提供することができる。
また、本発明のマルチスタック接合体の製造方法によれば、比較的簡単な方法のみで複数の透明部材を接合することができる。
また、本発明の表示装置は、優れた接合強度と低いガス透過率を有する新規な構造のマルチスタック接合体を含む表示装置の信頼性及び耐久性を向上させることができ、表示品質を改善することができる。
本発明の効果は、以上で例示した内容によって制限されず、更に様々な効果が本明細書内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の一例の断面図である。
【図２】図１の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の他の例の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるマルチスタック接合体の断面図である。
【図５】図４の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態によるマルチスタック接合体の断面図である。
【図７】図６の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の製造方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態による表示装置の断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による表示装置の一例の断面図である。
【図１４】図１３の波長変換部を拡大して示す拡大図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による表示装置の他の例の断面図である。
【図１６】図１５のＡ領域を拡大して示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の利点、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、それぞれ異なる多様な形態で具現される。但し、本実施形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものである。
【００１８】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）又は層が他の素子又は層の「上（ｏｎ）」にあると記載する場合は、他の素子の真上に存在する場合又はそれらの間に別の層又は別の素子が介在する場合を全て含む。これに対し、素子が「直接上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」にあると記載する場合は、それらの間に別の素子又は層が介在していないことを示す。明細書全体に亘り、同一の参照符号は同一の構成要素を指し示す。「及び／又は」は記載されたアイテムのそれぞれ及び一つ以上の全ての組み合わせを含む。
【００１９】
空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは、図示するように、一つの素子又は構成要素と他の素子又は構成要素との相関関係を容易に記述するために使用される。空間的に相対的な用語は、図示する方向に加えて、使用の際に素子のそれぞれ異なる方向を含む用語として理解されるべきである。例えば、図示する素子を覆す場合、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ又はｂｅｎｅａｔｈ）」と記述する素子は、他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に配置され得る。従って、例示的な用語である「下」は、下と上の方向を全て含み得る。
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の一例の断面図であり、図２は、図１の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【００２２】
図１及び図２を参照すると、本実施形態によるマルチスタック接合体１は、第１透明部材１１、第１透明部材１１上に配置された第２透明部材２１、及び第１透明部材１１と第２透明部材２１との間に介在する中間層３１を含み、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１が部分的に接合された接合領域４１を有する。
【００２３】
第１透明部材１１及び第２透明部材２１は、それぞれ透明性を有する透明部材である。第１透明部材１１及び第２透明部材２１は、互いに接合されて接合体を形成する接合対象である。第１透明部材１１及び第２透明部材２１は、それぞれ非晶質の固体物質、例えば非晶質の無機物質を含むガラス部材又は石英部材である。非制限的な一例として、第１透明部材１１又は第２透明部材２１は、約６０．０重量％〜８５．０重量％の酸化ケイ素（ＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｏ２）、約２．０重量％〜２０．０重量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び０．１重量％〜１５．０重量％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂ４Ｏ３、Ｂ４Ｏ５）を含む。第１透明部材１１及び第２透明部材２１の組成は互いに同一でも異なってもよい。一実施例において、第１透明部材１１及び第２透明部材２１はレーザーの特定の波長帯域で線形吸収がない材料からなる。
【００２４】
第１透明部材１１及び第２透明部材２１は、いずれも平らな表面を有する基板形状である。他の実施例において、第１透明部材１１及び第２透明部材２１のうちの少なくとも一つは屈曲した表面を有する。更に他の実施例において、第１透明部材１１及び第２透明部材２１は可撓性を有する。
【００２５】
中間層３１は第１透明部材１１と第２透明部材２１との間に配置される。中間層３１は第１透明部材１１及び第２透明部材２１に当接して配置される。
【００２６】
一実施例において、中間層３１は、透明性を有し、第１透明部材１１及び第２透明部材２１との溶融による接合が容易な材料からなる。また、中間層３１は、レーザーの特定の波長帯域で線形吸収がない材料からなる。中間層３１は、第１透明部材１１及び第２透明部材２１とは異なる材料からなる。
【００２７】
例えば、中間層３１は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、又は酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）を含む無機材料を含む。他の実施例において、中間層３１は、銀、金、白金、銅、アルミニウム、モリブデン、チタニウム、又はこれらの合金、又はこれらの金属酸化物、又はこれらの金属窒化物などを含む金属材料を含む。金属酸化物の例としては、酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）などが挙げられる。無機材料及び金属材料は、第１透明部材１１及び第２透明部材２１との付着性に優れる上、溶融後に安定した状態を形成するため、第１透明部材１１と第２透明部材２１との接合強度を向上させることができる。即ち、中間層３１は、マルチスタック接合体１の均一な接合ラインを形成するバッファ層のように機能する。また、接合後にも接合界面におけるガス透過率が低いため、例えばマルチスタック接合体１を密封部材として用いる場合、内部の構成要素に対する密封特性に優れる。
【００２８】
幾つかの実施例において、中間層３１は、リン酸二水素カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：ＫＤＰ）、リン酸二水素アンモニウム（ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：ＡＤＰ）、リン酸チタニルカリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｔｉｔａｎｙｌ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：ＫＴＰ）などのリン酸塩（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ヒ酸二水素ルビジウム（ｒｕｂｉｄｉｕｍ  ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｒｓｅｎａｔｅ：ＲＤＡ）などのヒ酸塩（ａｒｓｅｎａｔｅ）、β−ホウ酸バリウム（β−ｂａｒｉｕｍ  ｂｏｒａｔｅ：ＢＢＯ）、三ホウ酸リチウム（ｌｉｔｈｉｕｍ  ｔｒｉｂｏｒａｔｅ）などのホウ酸塩（ｂｏｒａｔｅ）、硫銀ゲルマニウム鉱（ＡｇＧｅＳ２）などの硫化ゲルマニウム（ｇｅｒｍａｎｉｕｍ  ｓｕｌｆｉｄｅ）、二セレン化インジウムリチウム（ＬｉＩｎＳｅ２）などのセルレン化インジウム（ｉｎｄｉｕｍ  ｓｅｌｅｎｉｄｅ）、及びセレン化カドミウム（ｃａｒｄｍｉｕｍ  ｓｅｌｅｎｉｄｅ）のうちの少なくとも１種の無機結晶材料を更に含む。
【００２９】
第１透明部材１１と第２透明部材２１とは、互いに第２方向Ｙに離隔する。中間層３１は、離隔空間内に配置され、第１透明部材１１及び第２透明部材２１に接触する。中間層３１は、マルチスタック接合体１の後述する接合領域４１における層間密着性を改善する。例えば、第１透明部材１１と第２透明部材２１とを直接接触させる場合に比べて、第１透明部材１１と中間層３１とを接触させ、第２透明部材２１と中間層３１とを接触させる場合に、より優れた密着性を有して接合強度が改善される。
【００３０】
第１透明部材１１と第２透明部材２１との離隔距離ｔ３１、即ち中間層３１の第２方向Ｙの厚さの下限は、例えば約２．０μｍ、又は約２．５μｍ、又は約３．０μｍ、又は約３．５μｍ、又は約４．０μｍ、又は約５．０μｍである。中間層３１の厚さ（即ち、第１透明部材１１と第２透明部材２１との離隔距離ｔ３１）が２．０μｍ以上である場合、接合領域４１における層間密着性の改善に寄与する程度の厚さを有する。第１透明部材１１と第２透明部材２１との離隔距離ｔ３１の上限は、特に制限されないが、例えば約２００μｍ、又は約１５０μｍ、又は約１００μｍ、又は約５０μｍである。
【００３１】
一実施例において、積層された第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１は、互いに部分的に接合されて一体化される。即ち、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１のそれぞれの間には、別途の接着層又は粘着層が存在せず、互いに直接当接して結合される。例えば、マルチスタック接合体１には、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１との間に物理的境界が実質的に存在しない接合領域４１が形成され、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１は、接合領域４１内で互いに部分的に融着して結合される。本明細書において、両構成間の物理的境界が存在しないか、実質的に存在しないというのは、両構成を物理的に区画可能な物理的界面が存在しないことを意味する。接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に隣接する部分との物理的な界面が存在しないが、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１との材料組成の差などに起因して、肉眼で視認可能な程度の痕跡が残る可能性がある。第１方向Ｘに沿って切開した断面上で、痕跡の形状は略楕円形である。
【００３２】
接合領域４１は、後述するマルチスタック接合体の製造方法で説明するように、レーザー照射によって発生した熱エネルギーの影響が及ぶ熱拡散領域と略一致する。接合領域４１は、熱によって第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１が部分的に溶融された後、凝固して形成された領域である。即ち、接合領域４１は、融解帯（ｍｅｌｔｉｎｇ  ｚｏｎｅ）又は溶接帯（ｗｅｌｄｉｎｇ  ｚｏｎｅ）である。
【００３３】
接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って形成される。本明細書において、複数の構成に亘って形成されるか、或いは複数の構成に亘って位置するというのは、これらの複数の構成が提供する空間に亘って続くことを意味する。即ち、接合領域４１は、中間に断続することなく、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１まで続く。
【００３４】
接合領域４１の光透過率、屈折率、及び／又は密度は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１の光透過率、屈折率、及び／又は密度と異なる。また、接合領域４１をなす部分の組成は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１の材料組成と異なる。従って、光透過率や屈折率などの光学特性、及び／又は密度や組成などの特性変化が発生した変性部位、即ち接合領域４１は、中間層３１を貫通するように形成される。
【００３５】
具体的に、第１透明部材１１と中間層３１との間には、物理的境界が存在する密着面Ｓ１を形成する部分、及び物理的境界が実質的に存在しない部分を含む。物理的境界が実質的に存在しない部分は接合領域４１の一部を成す。例えば、接合領域４１の部分において、第１透明部材１１の材料と中間層３１のガラス材料とは、少なくとも部分的に混合されて第１透明部材１１と中間層３１との間の界面がなくなる。非制限的な例として、第１透明部材１１の材料のうちの少なくとも一部は中間層３１側に浸透して中間層３１の材料と溶融混合されるか、或いは中間層３１の材料のうちの少なくとも一部は第１透明部材１１側に浸透して第１透明部材１１の材料と溶融混合される。
【００３６】
同様に、第２透明部材２１と中間層３１との間には、物理的な境界が存在する密着面Ｓ２を形成する部分、及び物理的境界が実質的に存在しない部分を含む。物理的境界が実質的に存在しない部分は接合領域４１の一部を成す。例えば、接合領域４１の部分において、第２透明部材２１の材料と中間層３１のガラス材料とは、少なくとも部分的に混合されて第２透明部材２１と中間層３１との間の界面がなくなる。非制限的な例として、第２透明部材２１の材料のうちの少なくとも一部は中間層３１側に浸透して中間層３１の材料と溶融混合されるか、或いは中間層３１の材料のうちの少なくとも一部は第２透明部材２１側に浸透して第２透明部材２１の材料と溶融混合される。
【００３７】
これにより、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１との間に物理的界面なく互いに直接連結されて一体化された接合領域４１が形成される。本実施形態によるマルチスタック接合体１は、複数の透明部材（１１、２１）を接合するにも拘わらず、接合部位で非常に低いガス透過率を示す。また、第１透明部材１１と第２透明部材２１との間の物理的界面なしにこれらを一体化、即ち中間層３１を介在させて第１透明部材１１と第２透明部材２１とが互いに直接連結された構造の接合領域４１を形成することにより、優れた接合強度を与える。例えば、互いに直接連結された構造の接合領域４１が形成されたマルチスタック接合体１は、接合後にも接合対象間の物理的界面を維持するシーラント結合、ガラスフリット接合又は粉末ガラス接合に比べて著しく優れた接合強度を有する。本実施形態によるマルチスタック接合体１は、接合部位で単位面積当たりの接合強度が約１００ＭＰａ以上であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】
一方、一実施例において、接合領域４１内には、長軸及び短軸を有するシード形状構造体５１が存在する。シード形状構造体５１は、第１透明部材１１、第２透明部材２１、及び中間層３１を接合する過程で形成されたものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。シード形状構造体５１は、長軸方向（即ち、第２方向Ｙ）の長さが短軸方向（即ち、第１方向Ｘ）の長さよりも長い。シード形状構造体５１は、長軸が第１透明部材１１と中間層３１との間の界面、及び第２透明部材２１と中間層３１との間の界面に対して直交する方向に配列された状態であるが、本発明はこれに限定されるものではない。シード形状構造体５１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って位置する。
【００３９】
シード形状構造体５１の最大長さＬ５１，Ｙ、即ち、長軸方向（例えば、第２方向Ｙ）の長さＬ５１，Ｙは、例えば約５０μｍ以上１５０μｍ以下、又は約６０μｍ以上１２０μｍ以下である。シード形状構造体５１の最大長さＬ５１，Ｙが５０μｍ以上である場合、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って接合領域４１が形成される。
【００４０】
また、シード形状構造体５１の最小長さＬ５１，Ｘ、即ち短軸方向（例えば、第１方向Ｘ）の長さＬ５１，Ｘは、例えばシード形状構造体５１の最大長さＬ５１，Ｙの約１／２０倍以上１／５倍以下である。シード形状構造体５１の最小長さＬ５１，Ｘは、例えば約５μｍ以上２０μｍ以下、又は約１０μｍ以上１５μｍ以下である。
【００４１】
但し、本発明はこれに限定されるものではなく、他の実施例において、接合領域４１内のシード形状構造体５１の大きさは変わる。更に他の実施例において、シード形状構造体５１は、存在しないか、或いは存在するにも拘わらず肉眼で視認されないこともある。
【００４２】
一方、上述したように、接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って形成される。即ち、接合領域４１の第２方向Ｙの長さＬ４１，Ｙは、中間層３１の厚さｔ３１よりも大きい。接合領域４１の第２方向Ｙの長さＬ４１，Ｙは、例えば約１００μｍ以上２５０μｍ以下、又は約１５０μｍ以上２００μｍ以下である。非制限的な一例として、接合領域４１の第２方向Ｙの長さＬ４１，Ｙは、例えばシード形状構造体５１の最大長Ｌ５１，Ｙの約１倍以上４倍以下である。
【００４３】
接合領域４１の第１方向Ｘの長さは、マルチスタック接合体１の接合部位の幅を定義する。接合領域４１の第１方向Ｘの長さＬ４１，Ｘは中間層３１の幅よりも小さい。また、接合領域４１の第１方向Ｘの長さは接合領域４１の第２方向Ｙの長さＬ４１，Ｙよりも小さい。接合領域４１の第１方向Ｘの長さＬ４１，Ｘは、例えば約５０μｍ以上１５０μｍ以下、又は約６０μｍ以上１２０μｍ以下、又は約７０μｍ以上１００μｍ以下である。非制限的な一例として、接合領域４１の第１方向Ｘの長さＬ４１，Ｘは、例えばシード形状構造体５１の最小長さＬ５１，Ｘの約５倍以上１５倍以下である。
【００４４】
図示していないが、接合領域４１及びシード形状構造体５１は、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに対して垂直な第３方向に延びた形状である。
【００４５】
以下、本発明の他の実施例について説明する。但し、図１の実施例と同じ構成についての説明は省略し、これは図面から本技術分野における通常の技術者に明確に理解されるだろう。
【００４６】
図３は、本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の他の例の断面図である。
【００４７】
図３を参照すると、本実施例によるマルチスタック接合体２の接合領域４２は、第１透明部材１２、中間層３２、及び第２透明部材２２に亘って形成されるが、シード形状構造体５２は、第１透明部材１２及び中間層３２のみに亘って位置することが、図１の実施例によるマルチスタック接合体と異なる点である。
【００４８】
マルチスタック接合体２には、第１透明部材１２、中間層３２、及び第２透明部材２２との間に物理的境界が実質的に存在しない接合領域４２が形成される。即ち、第１透明部材１２、中間層３２、及び第２透明部材２２との間に物理的界面なく互いに直接連結されて一体化された接合領域４２が形成される。
【００４９】
接合領域４２内には、長軸及び短軸を有するシード形状構造体５２が存在する。シード形状構造体５２は、長軸が第１透明部材１２と中間層３２との間の界面及び第２透明部材２２と中間層３２との間の界面に対して直交する方向に配列された状態であるが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施例において、シード形状構造体５２は、第１透明部材１２及び中間層３２のみに亘って位置し、第２透明部材２２内には位置しない。
【００５０】
本実施例によるマルチスタック接合体２は、接合領域４２の第２方向Ｙの大きさを最小化しながらも、第１透明部材１２、中間層３２、及び第２透明部材２２に亘って形成された接合領域４２を有する。これにより、第１透明部材１２及び第２透明部材２２のマルチスタック接合体２の接合領域４２の近くにおける光透過率、屈折率、及び／又は密度の変化、及び材料の組成変化を最小限に抑えることができる。
【００５１】
図４は、本発明の他の実施形態によるマルチスタック接合体の断面図であり、図５は、図４の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【００５２】
図４及び図５を参照すると、本実施形態によるマルチスタック接合体３は、第１方向Ｘに沿って切開した断面上で複数の接合領域（４３ａ、４３ｂ）を含むことが、図１及び図３の実施形態によるマルチスタック接合体と異なる点である。
【００５３】
接合領域（４３ａ、４３ｂ）は、第１接合領域４３ａと、第１接合領域４３ａから第１方向Ｘに離隔する第２接合領域４３ｂとを含む。第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂは、それぞれ第１透明部材１３、中間層３３、及び第２透明部材２３に亘って形成される。第１透明部材１３、中間層３３、及び第２透明部材２３は、第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂ内で互いに部分的に融着して結合される。第１接合領域４３ａ内には第１シード形状構造体５３ａが存在し、第２接合領域４３ｂ内には第２シード形状構造体５３ｂが存在する。
【００５４】
具体的に、第１透明部材１３と中間層３３との間には、物理的境界が実質的に存在しない二つの部分と、二つの部分の間に位置して物理的境界が存在する密着面Ｓ１を形成する部分とを含む。物理的境界が存在しない二つの部分はそれぞれ第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂの一部を成す。
【００５５】
同様に、第２透明部材２３と中間層３３との間には、物理的境界が実質的に存在しない二つの部分と、二つの部分の間に位置して物理的境界が存在する密着面Ｓ２を形成する部分とを含む。物理的境界が存在しない二つの部分はそれぞれ第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂの一部を成す。
【００５６】
第１接合領域４３ａと第２接合領域４３ｂとの間の第１方向Ｘの最小離隔距離ｄの下限は、例えば約１０μｍ、又は約１５μｍであるが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、第１接合領域４３ａと第２接合領域４３ｂとの間の離隔距離が１０μｍ以上である場合、マルチスタック接合体３の接合強度と耐久性を向上させることができる。
【００５７】
マルチスタック接合体の製造方法と共に後述するように、第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂは、レーザーによって発生した熱が伝達される領域である。第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂをそれぞれ形成する場合に、これらを１０μｍ以上離隔することにより、第１接合領域４３ａ及び第２接合領域４３ｂを形成する過程でいずれか一つから発生した熱がもう一つの物理／化学的構造に影響を及ぼすことを防止することができる。また、本発明はこれに限定されるものではないが、第１接合領域４３ａと第２接合領域４３ｂとが重畳する場合、複数回の溶融及び凝固過程で接合領域に損傷が発生する虞がある。即ち、第１接合領域４３ａと第２接合領域４３ｂとを互いに離隔させて、第１接合領域４３ａと第２接合領域４３ｂとが重畳しないように配置することにより、重畳部位から発生するクラックなどを防止することができる。
【００５８】
図示していないが、第１接合領域４３ａ、第２接合領域４３ｂ、第１シード形状構造体５３ａ、及び第２シード形状構造体５３ｂは、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに対して垂直な第３方向に延びた形状である。
【００５９】
図６は、本発明の更に他の実施形態によるマルチスタック接合体の断面図であり、図７は、図６の接合領域を拡大して示す拡大図である。
【００６０】
図６及び図７を参照すると、本実施形態によるマルチスタック接合体４の中間層３４が複数の層の積層構造からなることが、図１、図３、及び図４の実施形態によるマルチスタック接合体と異なる点である。
【００６１】
中間層３４は、互いに積層された第１中間層３４ａ及び第２中間層３４ｂを含む。図６は中間層３４が二つの層の積層構造からなる場合を例示しているが、他の実施例において、中間層３４は３つ以上の層の積層構造からなることもできる。
【００６２】
第１中間層３４ａは、第１透明部材１４に接触し、第１透明部材１４との間に密着面を有する。また、第２中間層３４ｂは、第１中間層３４ａ及び第２透明部材２４に接触し、第２透明部材２４との間に密着面を有する。
【００６３】
第１中間層３４ａ及び第２中間層３４ｂは、それぞれ酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、又は酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）を含む無機材料を含む。他の実施例において、第１中間層３４ａ及び第２中間層３４ｂは、それぞれ銀、金、白金、銅、アルミニウム、モリブデン、酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）などの金属材料を含む。幾つかの実施例において、第１中間層３４ａ及び第２中間層３４ｂは、それぞれリン酸塩、ヒ酸塩、ホウ酸塩、硫化ゲルマニウム、セレン化インジウム、及びセレン化カドミウムのうちの少なくとも１種の無機結晶材料を更に含む。第１中間層３４ａと第２中間層３４ｂとは、互いに同じか或いは異なる材料からなり、第１中間層３４ａと第２中間層３４ｂとの間には物理的境界が存在する。
【００６４】
一実施例において、積層された第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、第２中間層３４ｂ、及び第２透明部材２４は、互いに部分的に接合されて一体化される。即ち、第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、第２中間層３４ｂ、及び第２透明部材２４のそれぞれの間には、別途の接着層又は粘着層が存在せず、互いに直接当接して結合される。この場合、接合領域４４は、第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、第２中間層３４ｂ、及び第２透明部材２４に亘って形成される。
【００６５】
具体的に、第１透明部材１４と第１中間層３４ａとの間には、物理的境界が存在する密着面Ｓ１を形成する部分、及び物理的境界が実質的に存在しない部分を含む。物理的境界が実質的に存在しない部分は接合領域４４の一部を成す。
【００６６】
同様に、第２透明部材２４と第２中間層３４ｂとの間には、物理的境界が存在する密着面Ｓ２を形成する部分、及び物理的境界が実質的に存在しない部分を含む。物理的境界が実質的に存在しない部分は接合領域４４の一部を成す。
【００６７】
また、第１中間層３４ａと第２中間層３４ｂとの間には、物理的境界が存在する密着面Ｓ３を形成する部分、及び物理的境界が実質的に存在しない部分を含む。物理的境界が実質的に存在しない部分は接合領域４４の一部を成す。
【００６８】
これにより、第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、第２中間層３４ｂ、及び第２透明部材２４との間に物理的界面なく相互に直接連結されて一体化された接合領域４４が形成される。
【００６９】
一実施例において、接合領域４４内には、長軸及び短軸を有するシード形状構造体５４が存在する。シード形状構造体５４は、第１透明部材１４及び第１中間層３４ａに亘って位置するか、第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、及び第２中間層３４ｂに亘って位置するか、又は第１透明部材１４、第１中間層３４ａ、第２中間層３４ｂ、及び第２透明部材２４に亘って位置する。
【００７０】
本実施例によるマルチスタック接合体４は、積層された構造の中間層３４を含むことにより、第１透明部材１４と第２透明部材２４との離隔距離が十分に確保される。即ち、第１中間層３４ａ及び第２中間層３４ｂを含む中間層３４を形成することにより、中間層３４が十分な高さを有する。これにより、接合安定性が更に改善される。
【００７１】
以下、本発明によるマルチスタック接合体の製造方法について説明する。
【００７２】
図８〜図１１は、本発明の一実施形態によるマルチスタック接合体の製造方法を説明するための図である。
【００７３】
先ず、図８を参照すると、第１透明部材１０と、第１透明部材１０上に配置された中間層３０とを含む積層体を準備する。第１透明部材１０と中間層３０との積層体を準備する段階は、第１透明部材１０を準備する段階と、第１透明部材１０上に直接中間層３０を形成する段階とを含む。
【００７４】
一実施例において、中間層３０を形成する段階は、物理気相蒸着法（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて中間層３０形成用材料を蒸着させる段階である。物理気相蒸着法を用いる場合、中間層３０の厚さ制御を容易に行うことができるため、中間層３０が十分な厚さを有するように形成することができる。物理気相蒸着法を用いて中間層３０を形成する一実施例において、中間層３０形成用材料としては、銀、金、白金、銅、アルミニウム、モリブデン、チタニウム、又はこれらの合金、又はこれらの金属酸化物、又はこれらの金属窒化物などを含む金属材料が挙げられる。
【００７５】
他の実施例において、中間層３０を形成する段階は、化学気相蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて中間層３０形成用材料を蒸着させる段階である。化学気相蒸着法を用いる場合、中間層３０の表面制御を容易に行うことができるため、中間層３０と後述の第２透明部材２０との密着性を向上させることができる。化学気相蒸着法を用いて中間層３０を形成する一実施例において、中間層３０形成用材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、又は酸化窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）を含む無機材料が挙げられる。
【００７６】
次に、図９を参照すると、中間層３０上に第２透明部材２０を配置して第１透明部材１０、中間層３０、及び第２透明部材２０の積層体を準備する。第１透明部材１０、中間層３０、及び第２透明部材２０の積層体を準備する段階は、中間層３０上に第２透明部材２０を配置する段階と、第２透明部材２０に圧力を加えて中間層３０と第２透明部材２０とを密着させる段階とを含む。
【００７７】
続いて、図１０を参照すると、第２透明部材２０上にレーザーＬを配置し、焦点Ｆを形成する。レーザーＬの焦点Ｆは第１透明部材１０内に形成される。即ち、第１透明部材１０及び第２透明部材２０のうち、レーザーＬの位置から遠い側に位置する接合対象内に焦点Ｆを形成する。
【００７８】
一実施例において、レーザーＬはパルスレーザー（ｐｕｌｓｅｄ  ｌａｓｅｒ）である。パルスレーザーは、連続波レーザーに比べてエネルギーの時間的集束性が大きい。パルスレーザー、例えば短いパルス幅を有するレーザーは、高い出力により透明媒質内で非線形吸収現象を起こす。これにより、エネルギー伝達を局所化して透明媒質の物理／化学的性質の変化を最小限に抑えることができる。例えば、レーザーＬは、１０フェムト秒（ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ）以上、５０フェムト秒以下のパルス幅を有する極超短波レーザーである。
【００７９】
次に、図１１を参照すると、第２透明部材２１及び中間層３１を順次透過するようにレーザーＬを照射して接合領域４１を形成する。上述のように、レーザーＬは、非線形吸収現象を誘導することが可能な極超短波レーザーである。
【００８０】
第１透明部材１１内に焦点を形成し、レーザーＬを照射すると、焦点付近に集中的なエネルギーが伝達され、例えば熱エネルギーに変換される。逆に言うと、レーザーＬが第２透明部材２１を透過するにも拘わらず、非線形吸収現象によって、意図した接合領域４１以外の第２透明部材２１の他の部分には、光透過率、屈折率、密度、及び／又は材料組成などの物理／化学的性質の変化が実質的に発生しない。
【００８１】
一実施例において、レーザーＬによって発生した熱エネルギーは、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１を部分的に溶融し、これらの間に実質的に物理的境界を有しない接合領域４１を形成する。例えば、熱エネルギーの拡散によって、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１の積層体は局部的に温度が約５００℃〜３０００℃まで上昇し、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１は互いに融着して結合される。即ち、接合領域４１は融解帯又は溶接帯である。接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に隣接した部分との間に物理的界面が存在しないが、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１との材料組成の差などに起因して、肉眼で視認可能な程度の痕跡が発生する。接合領域４１は、第１透明部材１１、中間層３１、及び第２透明部材２１に亘って形成される。
【００８２】
また、レーザーＬの照射により、接合領域４１内にはシード形状構造体５１が形成される。シード形状構造体５１は長軸及び短軸を有する形状である。シード形状構造体５１は、上述したレーザーＬの焦点位置から第２透明部材２１の方向に成長して形成される。即ち、シード形状構造体５１の長軸の一端部（例えば、図面上における下側端部）は、焦点位置に略一致し、シード形状構造体５１の長軸の他の端部（例えば、図面上における上側端部）は、中間層３１のレベルに位置するか、或いは第２透明部材２１のレベルまで達する。
【００８３】
接合領域４１とシード形状構造体５１については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【００８４】
以下、本発明による表示装置について説明する。
【００８５】
図１２は、本発明の一実施形態による表示装置の断面図である。
【００８６】
図１２を参照すると、表示装置１００は、第１基板１１０、第１基板１１０に対向する第２基板１２０、及び第１基板１１０と第２基板１２０との間に配置された複数の有機発光素子１６０を含む有機発光表示装置である。
【００８７】
一実施例において、第１基板１１０は、透明性を有する透明基板である。例えば、第１基板１１０はガラス部材又は石英部材である。第１基板１１０は下部基板である。第２基板１２０は、第１基板１１０と同様に透明基板である。第２基板１２０はガラス部材又は石英部材である。第２基板１２０は、第１基板１１０の対向基板であって、有機発光素子１６０を上側から封止する封止基板である。
【００８８】
第１基板１１０上に有機発光素子１６０が配置される。複数の有機発光素子１６０は表示装置１００の各画素に対応する位置に配置される。有機発光素子１６０は、互いに対向する正電極（図示せず）と負電極（図示せず）、及びそれらの間に介在する有機発光層（図示せず）を含む。
【００８９】
一方、第１基板１１０と第２基板１２０との間には中間層１３０が介在する。例えば、中間層１３０は、第１基板１１０及び第２基板１２０の縁部に配置され、平面視で有機発光素子１６０を少なくとも部分的に囲むように配置される。即ち、中間層１３０は有機発光素子１６０を側面から封止する。
【００９０】
第１基板１１０、第２基板１２０、及びそれらの間に介在する中間層１３０は、上述した実施形態によるマルチスタック接合体を形成する。例えば、第１基板１１０は図１の実施形態の第１透明部材１１に対応し、第２基板１２０は図１の実施形態の第２透明部材２１に対応する。また、中間層１３０は図１の実施形態の中間層３１に対応する。各構成要素については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【００９１】
一実施例において、第１基板１１０、中間層１３０、及び第２基板１２０は、互いに部分的に接合されて一体化される。即ち、第１基板１１０、中間層１３０、及び第２基板１２０のそれぞれの間には別途の接着層又は粘着層が存在せず、互いに直接当接して結合される。例えば、第１基板１１０、中間層１３０、及び第２基板１２０との間に物理的境界が実質的に存在しない接合領域１４０が形成され、第１基板１１０、中間層１３０、及び第２基板１２０は接合領域１４０内で互いに部分的に融着して結合される。接合領域１４０は、第１基板１１０、中間層１３０、及び第２基板１２０に亘って形成される。
【００９２】
また、接合領域１４０内にはシード形状構造体１５０が存在する。シード形状構造体１５０は、第１基板１１０、第２基板１２０、及び中間層１３０を接合する過程で発生したものである。接合領域１４０及びシード形状構造体１５０については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【００９３】
本実施形態による表示装置１００は、第１基板１１０と第２基板１２０とが互いに融着して結合されるため、有機発光素子１６０に対する優れた封止特性を有する。また、結合強度に優れるため、表示装置１００の信頼性及び耐久性を向上させることができる。
【００９４】
一方、第１基板１１０と第２基板１２０との離隔距離の下限は、例えば約２．０μｍ、又は約２．５μｍ、又は約３．０μｍ、又は約３．５μｍ、又は約４．０μｍ、又は約５．０μｍである。例えば、第１基板１１０と第２基板１２０との離隔距離が２．０μｍ以上である場合、接合領域１４０における層間密着性の改善に寄与し、第１基板１１０と第２基板１２０との間に有機発光素子１６０を配置するのに十分なスペースを確保することができる。幾つかの実施例において、第１基板１１０の厚さ及び第２基板１２０の厚さはそれぞれ３００μｍ以上又は５００μｍ以上である。
【００９５】
図１３は、本発明の他の実施形態による表示装置の一例の断面図であり、図１４は、図１３の波長変換部を拡大して示す拡大図である。
【００９６】
図１３及び図１４を参照すると、本実施形態による表示装置２００は、バックライトユニット２１０、及びバックライトユニット２１０上に配置された液晶表示パネル２０５を含む液晶表示装置である。
【００９７】
液晶表示パネル２０５は、電場生成電極（図示せず）及び液晶層（図示せず）を含む。液晶表示パネル２０５は、電場生成電極に電圧を印加して液晶層内の液晶を再配列し、これにより、画素毎に液晶層を透過する光の量を制御することで映像表示を具現する。
【００９８】
バックライトユニット２１０は、特定の波長を有する光を液晶表示パネル２０５に提供する。本実施例において、バックライトユニット２１０は、導光板２３０、導光板２３０に隣接して配置された光源２５０、及び導光板２３０と光源２５０との間に配置された波長変換部２７０を含む。
【００９９】
導光板２３０は、光源２５０から提供された光をガイドして液晶表示パネル２０５側へ出射させる。例えば、導光板２３０の光源２５０に隣接する側面は入光面を形成し、導光板２３０の液晶表示パネル２０５に対面する上面は出光面を形成する。導光板の側面を介して入射した光は部分全反射を介して導光板２３０の内部でガイドされ、ガイドされた光の少なくとも一部は導光板２３０の上面を介して出射されるように構成される。図示していないが、導光板２３０の下面には散乱パターン又は凹凸パターンなどが形成される。
【０１００】
導光板２３０は、光源２５０から提供された光の損失なしにガイドするように光透過率が高い材料であれば、特に制限されない。例えば、導光板２３０は、ガラス材料、石英材料、又はポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料からなる。
【０１０１】
光源２５０は導光板２３０の側面に配置される。光源２５０は、導光板２３０の側面から所定の距離離隔した状態である。光源２５０は、特定の波長帯域を有する光を直接放出する構成要素である。例えば、光源２５０は発光ダイオードである。光源２５０は、青色波長帯域の光を放出する青色発光ダイオードであるか、或いは紫外線波長帯域の光を放出する紫外線発光ダイオードである。
【０１０２】
波長変換部２７０は、光源２５０と導光板２３０の入光面との間に配置される。即ち、波長変換部２７０は、光源２５０から導光板２３０に至る光経路上に配置される。波長変換部２７０は、光源２５０から提供された光の波長を変換して出射する構成要素である。波長変換部２７０は、光源２５０から所定の距離離隔した状態である。光源２５０と波長変換部２７０とを離隔させて配置することにより、光源２５０から放出される熱によって波長変換部２７０が破損することを最小限に抑える。
【０１０３】
本実施例において、波長変換部２７０は、波長変換物質２７６、波長変換物質２７６が収容される空間を提供する第１容器部材２７１、及び第２容器部材２７２を含む。例えば、第１容器部材２７１は、波長変換物質２７６を収容するグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）又はトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）形状の内部空間を有し、第２容器部材２７２は、板状を有し、第１容器部材２７１の内部空間を密封するように構成されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０４】
波長変換物質２７６は、入射光のピーク波長を特定のピーク波長に変換又はシフトさせて出射する物質である。波長変換物質２７６の例としては、蛍光体物質又は量子ドット物質が挙げられる。例えば、量子ドットは、電子が伝導帯から価電子帯に転移しながら、特定の色を発光する。量子ドット物質はコア−シェル構造を有する。コアは半導体ナノ結晶物質である。量子ドットのコアの例としては、ケイ素（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物ナノ結晶などが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０５】
第１容器部材２７１及び第２容器部材２７２はそれぞれ光透過率の高い透明部材である。例えば、第１容器部材２７１及び第２容器部材２７２はそれぞれガラス材料又は石英材料などからなる。一方、第１容器部材２７１と第２容器部材２７２との間には中間層２７３が介在する。
【０１０６】
第１容器部材２７１、第２容器部材２７２、及びそれらの間に介在する中間層２７３は、上述した実施形態によるマルチスタック接合体を形成する。例えば、第１容器部材２７１は図１の実施形態の第１透明部材１１に対応し、第２容器部材２７２は図１の実施形態の第２透明部材２１に対応する。また、中間層２７３は図１の実施形態の中間層３１に対応する。各構成要素については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【０１０７】
本実施例において、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２は、互いに部分的に接合されて一体化される。即ち、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２のそれぞれの間には、別途の接着層又は粘着層が存在せず、互いに直接当接して結合される。例えば、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２との間に物理的境界が実質的に存在しない接合領域２７４が形成され、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２は、接合領域２７４内で互いに部分的に融着して結合される。接合領域２７４は、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２に亘って形成される。
【０１０８】
また、接合領域２７４内にはシード形状構造体２７５が存在する。シード形状構造体２７５は、第１容器部材２７１、中間層２７３、及び第２容器部材２７２を接合する過程で発生したものである。接合領域２７４及びシード形状構造体２７５については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【０１０９】
本実施形態による表示装置２００は、第１容器部材２７１と第２容器部材２７２とが互いに融着して結合されるため、内部の波長変換物質２７６を効果的に密封することができる。これにより、外部の水分又は不純物により波長変換物質２７６が汚染或いは変性することを防止することができ、波長変換部２７０の耐久性及び寿命を改善することができる。
【０１１０】
図１５は、本発明の他の実施形態による表示装置の他の例の断面図であり、図１６は、図１５のＡ領域を拡大して示す拡大図である。
【０１１１】
図１５及び図１６を参照すると、本実施形態による表示装置３００は、バックライトユニット３１０、及びバックライトユニット３１０上に配置された液晶表示パネル３０５を含む液晶表示装置であるが、波長変換部３７０と導光板３３０とが結合されて一体化されたことが、図１３の実施形態による液晶表示装置と異なる点である。
【０１１２】
本実施例において、バックライトユニット３１０は、導光板３３０、導光板３３０に隣接して配置された光源３５０、及び導光板３３０と光源３５０との間に配置された波長変換部３７０を含む。導光板３３０は、光源３５０から提供された光をガイドして液晶表示パネル３０５側へ出射させる。導光板３３０はガラス材料又は石英材料などからなる。
【０１１３】
波長変換部３７０は、光源３５０から導光板３３０に至る光経路上に配置される。本実施例において、波長変換部３７０は、波長変換物質３７６、及び波長変換物質３７６が収容される空間を提供する容器部材３７２を含む。容器部材３７２は光透過率の高い透明部材である。例えば、容器部材３７２はガラス材料又は石英材料からなる。容器部材３７２は、波長変換物質３７６を収容するグルーブ又はトレンチ形状の内部空間を有する。
【０１１４】
一方、容器部材３７２と導光板３３０との間には中間層３７３が介在する。導光板３３０、容器部材３７２、及びそれらの間に介在する中間層３７３は、上述した実施形態によるマルチスタック接合体を形成する。例えば、導光板３３０は図１の実施形態の第１透明部材１１に対応し、容器部材３７２は図１の実施形態の第２透明部材２１に対応する。また、中間層３７３は、図１の実施形態の中間層３１に対応する。各構成要素については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【０１１５】
本実施例において、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２は互いに部分的に接合されて一体化される。即ち、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２のそれぞれの間には別途の接着層又は粘着層が存在せず、互いに直接当接して結合される。例えば、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２との間に物理的境界が実質的に存在しない接合領域３７４が形成され、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２は、接合領域３７４内で互いに部分的に融着して結合される。接合領域３７４は、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２に亘って形成される。
【０１１６】
また、接合領域３７４内にはシード形状構造体３７５が存在する。シード形状構造体３７５は、導光板３３０、中間層３７３、及び容器部材３７２を接合する過程で発生したものである。接合領域３７４及びシード形状構造体３７５については、図１〜図７を参照して説明したため、重複する説明を省略する。
【０１１７】
本実施形態による表示装置３００は、導光板３３０と波長変換部３７０の容器部材３７２とが互いに融着して結合されるため、内部の波長変換物質３７６を効果的に密封することができる。それだけでなく、例えば、外部から衝撃が加わる場合でも、波長変換部３７０と導光板３３０との間の整列状態を正確に維持して波長変換部３７０と導光板３３０との間における光損失を最小限に抑え、色変換効率を極大化することができるという効果がある。
【０１１８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１、２、３、４    マルチスタック接合体
１０、１１、１２、１３、１４、２７１    第１透明部材
２０、２１、２２、２３、２４、２７２    第２透明部材
３０、３１、３２、３３、３４、１３０、２７３、３７３    中間層
３４ａ    第１中間層
３４ｂ    第２中間層
４１、４２、４４、１４０、２７４、３７４    接合領域
４３ａ    第１接合領域
４３ｂ    第２接合領域
５１、５２、５４、１５０、２７５、２７５、３７５    シード形状構造体
５３ａ    第１シード形状構造体
５３ｂ    第２シード形状構造体
１００、２００、３００    表示装置
１１０    第１基板
１２０    第２基板
１６０    有機発光素子
２０５、３０５    液晶表示パネル
２１０、３１０    バックライトユニット
２３０、３３０    導光板
２５０、３５０    光源
２７０、３７０    波長変換部
２７６、３７６    波長変換物質
３７２    容器部材
【図１】
2019035945.tif 000003
【図２】
2019035945.tif 000004
【図３】
2019035945.tif 000005
【図４】
2019035945.tif 000006
【図５】
2019035945.tif 000007
【図６】
2019035945.tif 000008
【図７】
2019035945.tif 000009
【図８】
2019035945.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019035945.tif 000012
【図１１】
2019035945.tif 000013
【図１２】
2019035945.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2019035945.tif 000016
【図１５】
2019035945.tif 000017
【図１６】
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