(57)【要約】【課題】基板に塗布される接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整すること。【解決手段】素子が形成された第１の基板と、第１の基板の素子が形成された面と対向して配置され、第１の基板と対向する一方の側の面における素子と対応する位置に形成された凹部と、一方の側の面と他方の側の面との間を貫通する貫通孔とを有する第２の基板と、第２の基板の他方の側の面と対向して配置され、第２の基板の他方の側の面と対向する面における貫通孔と対応する位置に凸部が形成された第３の基板と、貫通孔に充填された接合材と、を備え、第２の基板は、貫通孔に凸部が挿入されることで貫通孔から押し出された接合材を介して第１の基板と接合されている、基板接合構造が提供される。【選択図】図１
2016058571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子が形成された第１の基板と、
前記第１の基板の前記素子が形成された面と対向して配置され、前記第１の基板と対向する一方の側の面における前記素子と対応する位置に形成された凹部と、前記一方の側の面と他方の側の面との間を貫通する貫通孔とを有する第２の基板と、
前記第２の基板の前記他方の側の面と対向して配置され、前記第２の基板の前記他方の側の面と対向する面における前記貫通孔と対応する位置に凸部が形成された第３の基板と、
前記貫通孔に充填された接合材と、
を備え、
前記第２の基板は、前記貫通孔に前記凸部が挿入されることで前記貫通孔から押し出された前記接合材を介して前記第１の基板と接合されている、
基板接合構造。
【請求項２】
前記第２の基板の前記他方の側の面における前記貫通孔の孔径は、前記第３の基板の前記凸部の径よりも大きいことを特徴とする、
請求項１に記載の基板接合構造。
【請求項３】
前記貫通孔は、等間隔に複数形成されていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の基板接合構造。
【請求項４】
前記第２の基板の前記一方の側の面に、隣接する前記貫通孔を互いに連通させる溝部が形成されていることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板接合構造。
【請求項５】
前記溝部は、前記第２の基板の前記一方の側の面から前記第２の基板の内部に向けて幅が狭くなるテーパ形状を有することを特徴とする、
請求項４に記載の基板接合構造。
【請求項６】
素子が形成された第１の基板に、一方の側の面が前記素子が形成された面と対向し、前記一方の側の面における前記素子と対応する位置に凹部が形成された第２の基板を、接合材を用いて接合する基板接合方法であって、
前記第２の基板に前記一方の側の面と他方の側の面との間を貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に前記接合材を充填する工程と、
前記貫通孔と対応する位置に凸部が形成された第３の基板の前記凸部を前記貫通孔に挿入することにより前記接合材を押し出す工程と、
前記接合剤を介して前記第１の基板に前記第２の基板を接合させる工程と
を含む、
基板接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板接合構造及び基板接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置の製造プロセスにおいて、基板間に所望のパターンを有する接合材を挟み、接合材に対して、例えばレーザ等を照射する、焼き締め（ベーク）処理をすることで、基板同士を接合する方法が知られている。
【０００３】
所望のパターンを有する接合材の形成方法としては、例えば所望のパターンの開口部を有する版にペースト状の接合材を擦り付けることで、基板側に所望のパターンを有する接合材を転写するスクリーン印刷法がある。この方法では、接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することが困難であるため、幅の狭いパターンに適用することや基板サイズを小さくすることが困難であった。
【０００４】
そこで、従来では、版と基板とをコンタクトさせて、版の開口部からペースト状の接合材を擦り付けることで、基板に形成される接合材の幅の均一化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の技術では、版と基板との間のアライメント（位置合わせ）精度に懸念があるため、基板に形成される接合材の幅を縮めることが困難である。
【０００６】
そこで、本発明の一つの案では、基板に塗布される接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの案では、素子が形成された第１の基板と、前記第１の基板の前記素子が形成された面と対向して配置され、前記第１の基板と対向する一方の側の面における前記素子と対応する位置に形成された凹部と、前記一方の側の面と他方の側の面との間を貫通する貫通孔とを有する第２の基板と、前記第２の基板の前記他方の側の面と対向して配置され、前記第２の基板の前記他方の側の面と対向する面における前記貫通孔と対応する位置に凸部が形成された第３の基板と、前記貫通孔に充填された接合材と、を備え、前記第２の基板は、前記貫通孔に前記凸部が挿入されることで前記貫通孔から押し出された前記接合材を介して前記第１の基板と接合されている、基板接合構造が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
一態様によれば、基板に塗布される接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板接合構造を例示する断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基板接合構造を例示する平面図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を例示するフローチャート。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【図５】従来の基板接合構造を説明するための断面図。
【図６】従来の基板接合構造を説明するための平面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る基板接合構造を例示する断面図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る基板接合構造を例示する断面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る基板接合構造を例示する平面図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を例示するフローチャート。
【図１１Ａ】本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【図１１Ｂ】本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【図１１Ｃ】本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することによって重複した説明を省く。
【００１１】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る基板接合構造について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る基板接合構造を例示する断面図である。図２は、第１実施形態に係る基板接合構造を例示する平面図である。なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ線断面における断面図である。また、以下の説明においては、図１における＋Ｚ方向を上面側、−Ｚ方向を下面側という。
【００１２】
第１実施形態に係る基板接合構造は、図１に示すように、第１の基板１と、第２の基板２と、第３の基板３とを備え、第２の基板２が接合材４を介して第１の基板１と接合された構造を有する。
【００１３】
以下、各々の構成要素について説明する。
【００１４】
第１の基板１は、下面１ｂに素子１１が形成された基板である。第１の基板１としては、例えばガラス基板、シリコン基板が挙げられる。素子１１としては、例えば有機発光素子が挙げられる。
【００１５】
第２の基板２は、第１の基板１の下面１ｂと対向するように配置されている。第２の基板２としては、例えばガラス基板が挙げられる。
【００１６】
第２の基板２の上面２ａには、第１の基板１の下面１ｂに形成された素子１１と対応する位置に凹部２１が形成されている。より具体的には、図２に示すように、基板接合構造の平面視において、凹部２１は、第１の基板１の下面１ｂに形成された素子１１を覆うように形成されている。凹部２１の形状としては、第２の基板２が第１の基板１に接合されたときに、凹部２１と素子１１とが接触することがなければ特に限定されるものではない。凹部２１は、例えば図１に示すように、凹部２１の深さ方向の長さ２１Ｄが素子１１の高さ方向の長さ１１Ｄよりも大きくなるように形成される。また、凹部２１は、例えば凹部２１の幅方向の長さ２１Ｗが素子１１の幅方向の長さ１１Ｗよりも大きくなるように形成される。
【００１７】
また、第２の基板２には、第２の基板２の上面２ａと下面２ｂとの間を貫通する貫通孔２２が形成されている。そして、貫通孔２２には、接合材４が充填されている。接合材４としては、ガラスフリット材等のペースト材料が挙げられる。
【００１８】
貫通孔２２は、気密封止性、外部からのストレスに対する耐久性の観点から、図２に示すように、基板接合構造の平面視において、素子１１を取り囲むように複数形成されていることが好ましく、各々が等間隔に形成されていることがより好ましい。
【００１９】
また、第２の基板２の下面２ｂにおける貫通孔２２の孔径は、貫通孔２２と後述する第３の基板３の凸部３１との位置合わせが容易となることから、第３の基板３の凸部３１の径よりも大きいことが好ましい。具体的には、貫通孔２２としては、例えば図１に示すように、第２の基板２の上面２ａに第１の開口部を有する第１の貫通孔構成部２２１と、第１の開口部よりも大きい第２の開口部を有する第２の貫通孔構成部２２２とを組み合わせる構成とすることができる。すなわち、貫通孔２２としては、第１の貫通孔構成部２２１と第２の貫通孔構成部２２２とを連通させた構成とすることができる。
【００２０】
なお、図１においては、貫通孔２２が第１の貫通孔構成部２２１と第２の貫通孔構成部２２２とによって構成されているが、貫通孔２２は、一つの貫通孔構成部によって構成されていてもよく、三つ以上の貫通孔構成部によって構成されていてもよい。貫通孔２２が一つの貫通孔構成部によって構成されている場合には、第２の基板２の上面２ａにおける開口径と、第２の基板２の下面２ｂにおける開口径とが同一であってもよく、第２の基板２の上面２ａから第２の基板２の下面２ｂに向けて開口径が大きくなるテーパ形状であってもよい。
【００２１】
また、平面視における貫通孔２２の形状としては、特に限定されないが、例えば円形状、楕円状、矩形状が挙げられる。
【００２２】
第３の基板３は、第２の基板２の下面２ｂと対向するように配置されている。第３の基板３としては、例えばガラス基板、シリコン基板が挙げられる。
【００２３】
第３の基板３の上面３ａには、第２の基板２に形成された貫通孔２２と対応する位置に凸部３１が形成されている。より具体的には、第３の基板３の凸部３１は、第２の基板２の下面２ｂにおける貫通孔２２の開口部の内側に位置するように形成されている。これにより、凸部３１は、貫通孔２２に挿入可能となっている。
【００２４】
次に、第１実施形態に係る基板接合構造を形成する方法（以下「基板接合方法」という。）について、図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照しながら説明する。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を例示するフローチャートである。
【００２６】
第１実施形態に係る基板接合方法は、図３に示すように、貫通孔形成工程Ｓ１１と、凸部形成工程Ｓ１２と、充填工程Ｓ１３と、押出工程Ｓ１４と、接合工程Ｓ１５とを含む。
【００２７】
以下、各々の工程について、図４Ａから図４Ｃを参照しながら説明する。
【００２８】
図４Ａから図４Ｃは、本発明の第１実施形態に係る基板接合方法を説明するための図である。より具体的には、図４Ａは、第１の基板１、第２の基板２及び第３の基板３が接合される前の状態を示す図である。図４Ｂは、第２の基板２の貫通孔２２に第３の基板３の凸部３１が挿入された状態を示す図である。図４Ｃは、第２の基板２が第１の基板１に接合された状態を示す図である。
【００２９】
貫通孔形成工程Ｓ１１は、図４Ａに示すように、凹部２１が形成された第２の基板２の上面２ａと下面２ｂとの間を貫通する貫通孔２２を形成する工程である。貫通孔２２を形成する方法としては、特に限定されないが、例えばフォトリソグラフィ法が挙げられる。また、本実施形態では、予め凹部２１が形成された第２の基板２に貫通孔２２を形成する構成について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えば貫通孔形成工程Ｓ１１において凹部２１と貫通孔２２とを同一マスクで形成してもよい。これにより、凹部２１と貫通孔２２との位置ずれ量を実質ゼロとすることができる。
【００３０】
凸部形成工程Ｓ１２は、図４Ａに示すように、第３の基板３の上面３ａに凸部３１を形成する工程である。凸部３１を形成する方法としては、特に限定されないが、例えばフォトリソグラフィ法が挙げられる。
【００３１】
充填工程Ｓ１３は、図４Ａに示すように、第２の基板２に形成された貫通孔２２に接合材４を充填する工程である。貫通孔２２に接合材４を充填する方法としては、例えばスキージ法、液滴吐出法が挙げられる。
【００３２】
押出工程Ｓ１４は、図４Ｂに示すように、第２の基板２の下面２ｂ側から第３の基板３の凸部３１を貫通孔２２に挿入することにより、貫通孔２２に充填された接合材４を第２の基板２の上面２ａ側に押し出す工程である。
【００３３】
接合工程Ｓ１５は、図４Ｃに示すように、押出工程Ｓ１４において貫通孔２２から第２の基板２の上面２ａ側に押し出された接合材４を介して、第１の基板１に第２の基板２を接合させる工程である。
【００３４】
以上の工程により、第１実施形態に係る基板接合構造を形成することができる。なお、この基板接合方法における各工程の順序は一例であり、貫通孔形成工程Ｓ１１と、凸部形成工程Ｓ１２と、充填工程Ｓ１３との間の順序は、変更することも可能である。
【００３５】
次に、第１実施形態に係る基板接合構造による作用効果について説明する。
【００３６】
まず、第１実施形態に係る基板接合構造の比較のために、第２の基板２に貫通孔２２が形成されていない基板接合構造の場合について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００３７】
図５は、従来の基板接合構造を説明するための断面図である。図６は、従来の基板接合構造を説明するための平面図である。なお、図５は、図６におけるＡ−Ａ線断面における断面図である。
【００３８】
図５及び図６に示す基板接合構造においては、第１実施形態で説明した第２の基板２に貫通孔２２が形成されていない。また、図５及び図６に示す基板接合構造においては、第１実施形態で説明した凸部３１を有する第３の基板３を備えていない。
【００３９】
係る基板接合構造においては、第２の基板２を第１の基板１に接合する場合、スクリーン印刷法により、第１の基板１の下面１ｂに、第１の基板１に形成された素子１１を取り囲むように接合材４が塗布される。すなわち、接合材４を塗布したい領域に開口部を有する版に接合材４を擦り付けることで、第１の基板１に接合材４を転写する。そして、第１の基板１に転写された接合材４と第２の基板２の凹部２１との位置合わせを行いながら、第１の基板１に第２の基板２を接合させる。
【００４０】
ところで、スクリーン印刷法においては、基板と版の位置を高い精度で合わせることが難しい、版のメッシュ目詰まりが発生する、版のメッシュテンションの調整が難しい等の理由から、接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することが困難である。このため、拡張しろ部分を多くとる必要があり、基板サイズを小さくする、又は素子を大面積化することが困難である。
【００４１】
特に、第１の基板１に第２の基板２を接合した後に、素子１１の気密封止等を目的として、基板接合構造に圧力、熱等を加える場合には、接合材４のパターンの幅がさらに拡がることがある。
【００４２】
しかしながら、第１実施形態に係る基板接合構造によれば、凹部２１及び貫通孔２２が同一の基板、すなわち第２の基板２に形成されている。また、第２の基板２に形成された貫通孔２２に充填された接合材４を、第３の基板３に形成された凸部３１で押し出し、押し出された接合材４により第２の基板２が第１の基板１に接合される。このため、第１の基板１に塗布される接合材４の吐出位置を高い精度で調整することができる。
【００４３】
また、第３の基板３に形成された凸部３１の体積を制御することで、第１の基板１に塗布される接合材４の吐出量を調整することができる。このため、第１の基板１に対して、所望の膜厚の接合材４を精度よく塗布することができる。
【００４４】
結果として、幅の狭いパターンに適用することができる。また、接合材４の塗布領域を小さくすることができるため、基板サイズを小さくすることができる。
【００４５】
以上に説明したように、第１実施形態に係る基板接合構造及び基板接合方法によれば、基板に塗布される接合材の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することができる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る基板接合構造について、図７から図９を参照しながら説明する。図７及び図８は、本発明の第２実施形態に係る基板接合構造を例示する断面図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る基板接合構造を例示する平面図である。なお、図７は図９におけるＡ−Ａ線断面における断面図であり、図８は図９におけるＢ−Ｂ線断面における断面図である。また、以下の説明においては、図８及び図９における＋Ｚ方向を上面側、−Ｚ方向を下面側という。
【００４７】
第２実施形態に係る基板接合構造は、前述した第１実施形態と同様に、第１の基板１と、第２の基板２と、第３の基板３とを備え、第２の基板２が接合材４を介して第１の基板１と接合された構造を有する。
【００４８】
ここで、第２実施形態に係る基板接合構造が前述した第１実施形態と異なる点は、図８及び図９に示すように、第２の基板２の上面２ａに、隣接する貫通孔２２同士を互いに連通させる溝部２３が形成されていることにある。なお、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、以下の説明では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
第２の基板２の上面２ａには、隣接する貫通孔２２同士を互いに連通させる溝部２３が形成されている。このため、貫通孔２２から第２の基板２の上面２ａ側に押し出された接合材４は、溝部２３を介して拡がる。すなわち、貫通孔２２から第２の基板２の上面２ａ側に押し出された接合材４が第２の基板２の上面２ａにおいて、あらゆる方向に拡がることを抑制することができる。結果として、幅の狭いパターンを容易に形成することができ、基板サイズを小さくすることが可能である。
【００５０】
なお、溝部２３の形状としては、接合材の安定した拡がり性の観点から、第２の基板２の上面２ａから第２の基板２の内部（図８の−Ｚ方向）に向けて幅が狭くなるテーパ形状、すなわちＶ型の形状であることが好ましい。
【００５１】
次に、第２実施形態に係る基板接合方法について、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃを参照しながら説明する。
【００５２】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を例示するフローチャートである。
【００５３】
第２実施形態に係る基板接合方法は、図１０に示すように、貫通孔形成工程Ｓ１１と、溝部形成工程Ｓ２１と、凸部形成工程Ｓ１２と、充填工程Ｓ１３と、押出工程Ｓ１４と、接合工程Ｓ１５とを含む。すなわち、第２実施形態に係る基板接合方法が前述した第１実施形態と異なる点は、溝部形成工程Ｓ２１を更に含むことにある。なお、その他の構成については第１実施形態と同様であるため、以下の説明では、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５４】
図１１Ａから図１１Ｃは、本発明の第２実施形態に係る基板接合方法を説明するための図であり、図９のＢ−Ｂ線断面における断面図である。より具体的には、図１１Ａは、第１の基板１、第２の基板２及び第３の基板３が接合される前の状態を示す図である。図１１Ｂは、第２の基板２の貫通孔２２に第３の基板３の凸部３１が挿入された状態を示す図である。図１１Ｃは、第２の基板２が第１の基板１に接合された状態を示す図である。
【００５５】
溝部形成工程Ｓ２１は、図１１Ａに示すように、第２の基板２の上面２ａに、隣接する貫通孔２２同士を互いに連通させる溝部２３を形成する工程である。溝部２３を形成する方法としては、特に限定されないが、例えばフォトリソグラフィ法が挙げられる。なお、本実施形態では、貫通孔形成工程Ｓ１１と溝部形成工程Ｓ２１とを別々に行う構成について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えば貫通孔形成工程Ｓ１１と溝部形成工程Ｓ２１とを同時に行ってもよい。これにより、貫通孔２２と溝部２３との位置ずれ量を低減することができる。
【００５６】
第２実施形態に係る基板接合方法によれば、溝部形成工程Ｓ２１において、第２の基板２の上面２ａに、隣接する貫通孔２２同士を互いに連通させる溝部２３が形成されている。このため、押出工程Ｓ１４において、第２の基板２の上面２ａ側に押し出された接合材４は、図１１Ｂに示すように、溝部２３を介して拡がる。このため、接合工程Ｓ１５において第１の基板１に第２の基板２を接合させる際に、接合材４のパターンの幅が拡がることを抑制することができる（図１１Ｃ）。結果として、基板サイズを小さくすることが可能である。
【００５７】
以上に説明したように、第２実施形態に係る基板接合構造及び基板接合方法によれば、基板に塗布される接合材４の吐出量及び吐出位置を高い精度で調整することができる。
【００５８】
特に、第２実施形態では、幅の狭いパターンを容易に形成することができ、基板サイズを小さくすることが可能である。
【００５９】
以上、基板接合構造及び基板接合方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１    第１の基板
１１  素子
２    第２の基板
２１  凹部
２２  貫通孔
２３  溝部
３    第３の基板
３１  凸部
４    接合材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開平１１−１９５６８２号公報
【図１】
2016058571.tif 000003
【図２】
2016058571.tif 000004
【図３】
2016058571.tif 000005
【図４Ａ】
2016058571.tif 000006
【図４Ｂ】
2016058571.tif 000007
【図４Ｃ】
2016058571.tif 000008
【図５】
2016058571.tif 000009
【図６】
2016058571.tif 000010
【図７】
2016058571.tif 000011
【図８】
2016058571.tif 000012
【図９】
2016058571.tif 000013
【図１０】
2016058571.tif 000014
【図１１Ａ】
2016058571.tif 000015
【図１１Ｂ】
2016058571.tif 000016
【図１１Ｃ】
2016058571.tif 000017