JPH04278983A - 表示パネルの封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示パネルを外気の影響
から保護する封止方法であって、その透明な絶縁基板上
に組み込まれた表示部をパネルの裏面側に配設される封
止板によって封止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス形（以下ＥＬ
という），液晶形，プラズマ形等のいわゆるフラットデ
ィスプレイパネルは透明な絶縁基板の上に表示部として
薄膜積層構造を組み込んでなるが、外気中の水分や汚染
物質の影響を受けないよう充分に表示部を封止した上で
使用する必要がある。

【０００３】かかる表示パネルの封止は最も簡単にはそ
の裏面側に樹脂等のコーティングを施すことによっても
可能であるが、外気に対する高い保護効果を得るには気
密性の高いガラスや金属等からなる封止板を用いて、そ
れと絶縁基板との間に外気の影響を受けやすい表示部を
完全に閉じ込めてしまうのが最も確実である。本発明は
この封止板を利用する表示パネルの封止方法に関し、そ
の代表的な従来技術の例を図４を参照して簡単に説明す
る。

【０００４】図４に示された表示パネル３０はＥＬ表示
パネルであり、透明なガラスからなる絶縁基板１０上に
薄膜積層構造の表示部２０を組み込んでなる。周知のよ
うに、ＥＬ方式の表示部２０は図の前後方向に細長いス
トライプ状パターンの透明電極膜２１，表側絶縁膜２２
，　ＥＬ発光膜２３，　裏側絶縁膜２４，　および図の
左右方向に細長いストライプ状パターンの裏側電極膜２
５を積層してなり、透明電極膜２１と裏側電極膜２５と
の交点に対応するＥＬ発光膜２３の部分を各画素として
ＥＬ発光させた表示光を絶縁基板１０側から取り出すよ
うになっている。

【０００５】封止板４０としては絶縁基板１０と同じガ
ラス板がふつう用いられ、図示のようにこれを表示パネ
ル３０の裏側に配設してその周縁を封着材９０を介して
絶縁基板１０に封着することにより、表示部２０を絶縁
基板１０と封止板４０との間に閉じ込めて封止する。封
着材９０にはエポキシ等の樹脂接着剤やガラスの粉末な
いしはフリットを用い、絶縁基板１０と封止板４０の間
に装入して置いた上で適度の加圧条件下で前者は　１５
０〜１８０　℃で加熱硬化させ、後者は　４００〜８０
０　℃で加熱溶融させる。

【０００６】なお、表示部２０の外部との接続のために
上述の封着部を通してリードを外側に導出する。図４の
例では裏側電極膜２５の延出部がリード２５ｃとして利
用される。このリード２５ｃはふつう左右交互に導出さ
れるが、図の断面では右側に導出した場合が示されてい
る。もちろん、透明電極膜２１についてもリードが必要
なので、同様に封着材９０による封着部を通して透明電
極膜２１を図の前後方向に交互に延出させてリードとす
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４で説明した表示パ
ネル３０の封止方法では、ガラスの絶縁基板１０は気密
性が非常に高く封止板４０にも気密性の充分高いものを
利用できるが、封着材９０による封着部の気密性が必ず
しも充分でない問題があって、従来からこの封着部が表
示パネルの封止上の弱点になっている。

【０００８】封着材９０にエポキシ系等の樹脂接着剤を
用いた場合、絶縁基板１０，　封止板４０，リード２５
ｃのいずれにも接着性が良好で封着面の気密性は高いも
のの、樹脂自体に若干の透気性があるので表示パネルの
長期の使用中にその表示特性が劣化することがある。ま
た、ガラス封着材の場合は材料自体の気密性は高いが、
封着面の気密性に問題がある。この一つの原因はガラス
のフリット等を加熱溶融して封着する際にリードの金属
との接着面に欠陥が発生しやすい点にある。また、封着
部から例えば　０．２ｍｍの細幅のリードを　０．４ｍ
ｍ程度の狭いピッチで並べて導出するので、それによる
微細な凹凸面の隅部分で封着が不完全になりやすいのが
もう一つの原因である。 ガラスの加熱溶融温度を高めるとかかる封着上の問題は
若干改善されるが、表示部に表示特性の劣化等の悪影響
を与えやすい。

【０００９】かかる現状に立脚して本発明の目的は、従
来からの弱点である封着部の気密性を高めて表示パネル
の封止をより完全にすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的は本発明によれ
ば、冒頭記載のように表示パネルの透明な絶縁基板上に
組み込まれた表示部をパネルの裏面側から封止板を用い
て封止するに当たり、絶縁基板の周縁部に表示部から導
出されたリードの上にその外部接続部を外側に露出させ
て絶縁膜と表示部を囲む環状パターンの金属膜を順次被
覆し、封止板側にはその周縁部の絶縁基板側の金属膜に
対応する位置に金属膜を被覆して置いた上で、絶縁基板
側金属膜と封止板側金属膜とを低融点金属を介して低温
加熱下で相互に接合することにより達成される。

【００１１】なお、本発明による上記封止方法はＥＬ形
，液晶形，プラズマ形，エレクトロクロミック形等の表
示パネル一般に適用でき、いずれの場合にも封止板には
表示パネルの絶縁基板と同系の材料，例えばガラスを用
いるのが高い封止効果を長期に亘って維持する上で望ま
しい。

【００１２】本発明方式の実施面では、上記構成にいう
表示パネルの絶縁基板側の絶縁膜と金属膜を表示部用と
同じ材料を用いて表示部と共通の工程で組み込むのがと
くに有利である。この際、絶縁膜を表示部と連続したパ
ターンおよびそれと分離したパターンで同時形成し、金
属膜の少なくとも一部を表示部用の金属電極膜と同じ材
料，例えばＥＬ表示パネルでは裏側電極膜用のアルミを
用いて表示部とは分離されたパターンで同時形成するの
が有利である。また、封止板側の金属膜は絶縁基板側と
同じ材料を用いかつ同じパターンに形成するのが有利で
ある。

【００１３】絶縁基板側と封止板側の金属膜を相互に接
合する低融点金属としてははんだ，とくに共晶合金はん
だを用いるのが好適であり、接合に先立ってこの低融点
金属を電解めっき膜や箔の形で絶縁基板と封止板との一
方の側に，とくに後者の方にあらかじめ付けて置くのが
有利である。かかる低融点金属のめっき膜や箔の厚みは
数十μｍ，　望ましくは２０〜８０μｍとするのがよく
、幅は数ｍｍ以下，　望ましくは１〜３ｍｍとするのが
よい。接合は低融点金属の種類に応じて　１８０〜２５
０　℃の温度で行ない、この際の加熱方法は最も簡単に
は熱板を利用して絶縁基板と封止板の全体を加熱するこ
とでよいが、赤外線やレーザ光のビームの照射により金
属膜を介して低融点金属を局部加熱するのがより望まし
い。

【００１４】さらに、絶縁基板側と封止板側のいずれの
金属膜も低融点金属となじみやすい金属を被覆した複合
膜とするのが有利である。例えば、金属膜の本体に表示
部用のアルミを利用する場合はその上に低融点金属とし
てのはんだ等と相合性のよいニッケル，　銅，　金等の
薄膜をスパッタ蒸着法や無電解めっき法によって被覆し
た複合金属膜とするのが有利である。

【００１５】

【作用】本発明方法は、従来から封着材として用いられ
て来た樹脂やガラスよりも金属がそれ自体および金属間
接合の気密性の点で優れることに着目して、この封止用
金属として低温で接合が容易な低融点金属を用い、かつ
封止欠陥が発生しやすいリードの導出部分を封止する役
目を絶縁膜に受け持たせることによって、前述の問題点
の解決に成功したものである。

【００１６】すなわち本発明方法では前項の構成にいう
ように、絶縁基板の周縁部のリードの導出部の上にまず
絶縁膜を被覆して、リードと絶縁基板面を含む凹凸面を
封止するとともに、リードに対する絶縁の役目を持たせ
る。もちろん、この絶縁膜はリードの外部接続部を外側
に向けて露出させるように被覆され、かつこれによりリ
ードによる凹凸面がかなり平坦化される。次に、絶縁膜
の上に金属膜を表示部を囲む環状パターンで被覆して低
融点金属膜との接合用とするとともに、絶縁膜と密着さ
せて上述のように平坦化された絶縁膜の表面を封止する
。

【００１７】一方、封止板側にはその周縁部の絶縁基板
側の金属膜に対応する位置に同様に金属膜を被覆して置
いた上で、絶縁基板側と封止板側の金属膜とを低融点金
属を介して低温加熱下で相互に接合することにより、絶
縁基板と封止板の間を気密性の高い金属により封止する
。この際、絶縁基板側のリードに基づく凹凸は上述のよ
うに絶縁膜で平坦化された上でさらに金属膜で平坦化さ
れるので、絶縁基板側の金属膜面はほぼ完全に平坦化さ
れており、もちろん封止板側の金属膜面も平坦なので、
両金属膜の平坦な表面間を低融点金属によって容易に低
温下で接合して高い気密性で封止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図を参照して本発明による封止方法の
実施例を説明する。図１と図２はそれぞれ本発明をＥＬ
表示パネルに適用した第１実施例と第２実施例とを示し
、前述の図４に対応する部分には同じ符号が付けられて
いる。

【００１９】図１の第１実施例において、同図（ａ）　
は表示パネル３０を前の図４と同じ方向で切った断面図
であり、同図（ｂ）　はこれと直角方向に切った断面図
である。 また、図３には参考用にこの第１の実施例に関連する部
分のパターンが要部の平面図で示されている。

【００２０】図１の表示パネル３０の表示部２０用には
その絶縁基板１０上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等
からなる透明電極膜２１が２０００Å程度の膜厚で付け
られるが、これを図３（ａ）　に示すようなストライプ
状にパターンニングする際に、この実施例ではリード２
１ａと２１ｂを同時に形成する。図のようにリード２１
ａの方は透明電極膜２１から分離されたパターンに形成
され、リード２１ｂの方は透明電極膜２１と連続したパ
ターンに形成される。さらにこの際に、絶縁基板１０側
の図１に示す金属膜６０の表面をできるだけ平坦にする
ため図３（ａ）に示すようにリード２１ａの相互間等に
スペーサ用パターン２１ｃや２１ｄを適宜に形成して置
くのが望ましい。

【００２１】次に、表示部２０用にアルミナや窒化シリ
コンの表側絶縁膜２２をメタルマスクを用いるスパッタ
法等により例えば４０００Åの膜厚に成膜し、その上に
　０．５％程度のＭｎを添加したＺｎＳ等のＥＬ発光膜
２３を電子ビーム蒸着法等により４０００〜８０００Å
の膜厚に成膜し、通例のように　５００〜７００　℃，
　１〜２Ｈｒ程度の熱処理を施す。その上側の裏側絶縁
膜２４用にはアルミナ等を表側絶縁膜２２と同程度の膜
厚に，　ただし全面に成膜した上でフォトエッチングを
施すことにより、裏側絶縁膜２４と同時にリード２１ａ
や２１ｂを覆う絶縁膜５０を形成する。図３（ｂ）　の
ようにこの実施例では裏側絶縁膜２４の上下部分と左右
の延出部分が絶縁膜５０として利用される。

【００２２】表示部２０の裏側電極膜２６はスパッタ法
等により　０．５〜１μｍの膜厚に全面被着した金属を
フォトエッチングして、図３（ｃ）　に示すストライプ
状パターンに形成するが、この際に本発明に用いる金属
膜６０と，この実施例ではリード２１ａ，　２１ｂの外
部接続部２５ａ，　２５ｂ用金属とを図示のパターンに
同時に形成する。金属膜６０は表示部２０を囲む１〜３
ｍｍの狭い幅の枠状パターンに形成される。

【００２３】この実施例では封止用の低融点金属として
はんだを用いるので、金属膜６０用の金属としては裏側
電極膜２６に適する例えばアルミの下側電極膜６１の上
にはんだと相合性の良好な例えばニッケルの薄い上側電
極膜６２を重ねた複合膜構成とする。上側電極膜６２と
してはこのニッケルのかわりに，またはそれと重ねて銅
や金等を用いることができ、とくに金は無電解めっきや
電解めっき法によりニッケルの上にごく薄く重ねてはん
だ付け性を向上するのに有利である。

【００２４】封止板４０の材料は気密性が高いものであ
ればよいのでとくに絶縁物である必要はないが、実際は
絶縁基板１０と同様なガラス板を用いるのが熱膨張係数
を揃える上で望ましく、本発明方法のためにその周縁部
に設ける金属膜６０も絶縁基板１０側と同じ複合膜構成
とするのがよく、もちろん絶縁基板１０側と同じパター
ンに形成する必要がある。この金属膜６０は絶縁基板１
０側と同様に封止板４０に全面被着した金属のフォトエ
ッチングにより形成され、あるいはパターンが簡単なの
でメタルマスクを用いるスパッタ法等により枠状パター
ンで被着される。

【００２５】封止用の低融点金属７０には鉛と錫の４：
６の共晶合金はんだ等を用いることでよく、例えばその
２０〜８０μｍの厚みの箔ないしフィルムを絶縁基板１
０と封止板４０の一方，　望ましくは後者の方にはんだ
付けフラックス等により貼着して置くのがよい。はんだ
箔は非常に薄いので、台紙にあらかじめ担持させたもの
をいわゆる転写法により封止板４０に移し換えるのが便
利である。あるいは、電解めっき法により低融点金属７
０の薄膜を封止板４０側の金属膜６０上に成長させても
よい。

【００２６】この低融点金属７０を介する絶縁基板１０
側と封止板４０側の金属膜６０の接合による封止は　１
８０〜２５０　℃，この実施例では　２００℃程度の温
度下でなされる。このため適宜な金属の治具内に絶縁基
板１０と封止板４０を重ね合わせて位置決めし、例えば
熱板上に治具を置いて低融点金属７０を溶融させること
により１分程度の短時間内に接合を完了できる。赤外線
やレーザ光のビームの照射により金属膜６０を介して低
融点金属７０を局部加熱することでもよい。

【００２７】なお、この接合は絶縁基板１０と封止板４
０の間の表示部２０を閉じ込める空間内を清浄に保つた
めによく乾燥した窒素等の不活性ガスふん囲気内でする
のがよく、このためには例えば上述の治具に窒素ガス等
を供給した状態で接合するのが有利である。このように
低融点金属７０を加熱溶融させて接合を終えた後は、図
１（ａ）に示す封止板４０の小孔４１を接着剤４２等で
塞ぎ例えば紫外線硬化させることにより表示パネル３０
の封止が完了する。

【００２８】以上のようにして封止された表示パネル３
０では、絶縁膜５０がリード２１ａ，　２１ｂおよびそ
れらの相互間の絶縁基板１０の表面によく密着して凹凸
面を高い気密性で封止する。また、スパッタ法等により
被着された金属膜６０は絶縁膜５０と封止板４０の表面
とよく密着して相互間を気密に封止する。絶縁基板１０
の表面のリード２１ａや２１ｂによる細かな凹凸は絶縁
膜５０と金属膜６０によって平坦化されて金属膜６０の
接合面がほぼ完全に平坦になるので、この絶縁基板１０
側と封止板４０側の金属膜６０相互間の低融点金属７０
の加熱溶融による接合ないしはんだ付けが容易かつ確実
になされて高気密性の封止が確実に得られる。

【００２９】この第１実施例により　１５０ｘ２２０　
ｍｍの寸法をもつ表示パネル３０を封止した結果では、
絶縁基板１０と封止板４０の間で６ｋｇの高い接合強度
が得られた。また、この表示パネル３０の内部空間に１
気圧のヘリウムを封入してその漏洩を試験した結果では
検出可能な漏洩はなく、従来に比べて格段に高い気密性
が得られた。

【００３０】次に、図２を参照して本発明方法の第２実
施例を説明する。図２（ａ）　と（ｂ）　は表示パネル
３０を図１（ａ）　と（ｂ）　にそれぞれ対応する方向
で切った断面図である。この実施例の第１実施例と異な
るところは、表示部２０の裏側電極膜２５を保護膜２６
で覆い、これを金属膜６０の下側にまで延出させて絶縁
膜８０とする点にある。この保護膜２６と絶縁膜８０に
は緻密な膜質で気密性にとくに優れる例えば窒化シリコ
ンを用いるのが望ましく、これをプラズマＣＶＤ法等に
より　０．５〜１μｍの膜厚に成膜するのがよい。

【００３１】また、この絶縁膜８０の上側に設ける金属
膜６０はこの実施例では裏側電極膜２５用の金属とは別
個に形成する必要があり、このため例えば封止板４０側
の金属膜６０用と同じメタルマスクを用いて被着される
ので、この金属膜６０には裏側電極膜２５用とは別個に
低融点金属７０と相合性が良好な銅等の金属を用いるの
が有利であり、もちろん必要に応じこれに薄いニッケル
膜等を重ねた図示のような複合膜とすることができる。 さらに、図２（ａ）　に示すように、図１の表示部２０
の透明電極膜２１用のＩＴＯ等を用いるリード２１ａの
かわりに、裏側電極膜２５用の金属を延出してリード２
５ｃおよびその外部接続部として用いることができる。

【００３２】以上からわかるように、この第２実施例で
は絶縁基板１０に絶縁膜８０と金属膜６０を作り込むに
要する工程数が第１実施例より若干増えるが、表示部２
０を保護膜２６と封止板４０によって二重に封止し、か
つ金属膜６０に低融点金属７０との接合に最も適する金
属を用いて封止効果を一層高めることができる。

【００３３】なお以上の説明からわかるように、本発明
は上述の実施例に限らず種々の態様で実施をすることが
できる。上述の封止用の絶縁膜や金属膜の材料や寸法は
あくまで例示であり、必要ないし場合に応じて適宜に選
択すべきものである。また、それらを表示部の電極膜や
絶縁膜と共用する際の具体構造やパターンについても同
様に種々な選択が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明方法では、表
示パネルの絶縁基板上に組み込まれた表示部をパネルの
裏面側から封止板により封止するに際し、絶縁基板の周
縁部に表示部から導出されたリードの上にその外部接続
部を外側に露出させるように、絶縁膜と，表示部を囲む
環状パターンの金属膜とを順次被覆し、封止板側にその
周縁部の絶縁基板側の金属膜に対応するパターンで金属
膜を被覆し、絶縁基板側と封止板側の金属膜を低融点金
属を介して低温加熱下で接合することによって、次の効
果を上げることができる。

【００３５】（ａ）　絶縁基板と封止板の間を気密性の
高い金属で封着するので封着部を通して外気が侵入する
おそれがほとんどなく、従来の封止方法，とくに樹脂封
止方法と比べて封止効果が格段に高い。

【００３６】（ｂ）　封着部を介してリードを外側に導
出するために生じる封止面の細かな凹凸を絶縁膜で埋め
て封止するので、凹凸面の隅に封止欠陥が生じるおそれ
が少なく封止の信頼性を向上できる。また、絶縁膜によ
り凹凸面が平坦化されるので金属による封着の信頼性も
向上する。

【００３７】（ｃ）　封着材として低融点金属を用いて
低温下の接合により絶縁基板と封止板を封着するので作
業性がよく、封着の信頼性が向上する。また、　４００
℃以上の高温を要するガラス封着と比べて封着温度が低
くてよいので、表示パネルの表示特性が高温により劣化
するおそれがない。

【００３８】（ｄ）　金属膜と低融点金属の金属間接合
により封着するので、ガラス封着の場合と比べて封着面
の欠陥が少なく、封止の信頼性が向上する。

【００３９】（ｅ）　絶縁基板と封止板を金属接合によ
り封着するので両板間の封着ないし接着の強度が非常に
高く、かつ衝撃力に対する耐性も高いので表示パネルの
機械強度を大幅に向上できる。

【００４０】（ｆ）　金属封着なので樹脂封着と比べて
耐熱性が高く、ガラス封着と比べて表示パネルの使用中
の熱応力により封止効果が劣化するおそれがない。

【００４１】このように、本発明は封止効果を高めなが
ら封着作業を容易にし、封止ないし封着面に生じやすい
欠陥を減少させて封止の信頼性を向上し、かつ高い封止
効果を長期に亘って安定に維持し得る効果をもち、表示
パネルの表示特性の劣化防止に貢献することが期待され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示パネルの封止方法の第１実施
例を同図（ａ）　と（ｂ）　にそれぞれ互いに直角な方
向に切った断面で示す表示パネルの断面図である。

【図２】本発明による表示パネルの封止方法の第２実施
例を同図（ａ）　と（ｂ）　にそれぞれ互いに直角な方
向に切った断面で示す表示パネルの断面図である。

【図３】第１実施例による表示パネルの封止に関連する
主な部分の平面的なパターンを同図（ａ）　のリード，
　同図（ｂ）　の絶縁膜，　および同図（ｃ）　の金属
膜につきそれぞれ示す平面図である。

【図４】従来の封止方法を示す表示パネルの断面図であ
る。

【符号の説明】

１０　　　　　　絶縁基板 ２０　　　　　　表示パネルの表示部 ２１ａ　　　　リード ２１ｂ　　　　リード ２５ａ　　　　リードの外部接続部 ２５ｂ　　　　リードの外部接続部 ２５ｃ　　　　リード ３０　　　　　　表示パネル ４０　　　　　　封止板 ５０　　　　　　絶縁膜 ６０　　　　　　金属膜 ７０　　　　　　低融点金属 ８０　　　　　　絶縁膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネルの透明な絶縁基板上に組み込ま
   れた表示部をパネルの裏面側に配設される封止板によっ
   て封止する方法であって、絶縁基板の周縁部に表示部か
   ら導出されたリードの上にその外部接続部を外側に露出
   させるように絶縁膜と，表示部を囲む環状パターンの金
   属膜とを順次被覆し、封止板側にその周縁部の絶縁基板
   側の金属膜に対応するパターンで金属膜を被覆し、絶縁
   基板側金属膜と封止板側金属膜を低融点金属を介して低
   温加熱下で相互に接合するようにしたことを特徴とする
   表示パネルの封止方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、絶縁膜が
   表示部用の絶縁膜と同じ材料で構成され、かつそれと共
   通の工程により同時に形成されることを特徴とする表示
   パネルの封止方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の方法において、絶縁基板
   側の金属膜の少なくとも一部が表示部用の電極膜と同じ
   材料で構成され、かつそれと共通の工程によりただしそ
   れとは分離されたパターンに同時に形成されることを特
   徴とする表示パネルの封止方法。