電氣元件封裝體的製作方法

2023-09-23 20:48:20

專利名稱：電氣元件封裝體的製作方法
技術領域：
本發明涉及為了防止因周圍環境的氧、水分等所致的劣化而對有機EL等對周圍環境非常敏感的電氣元件進行氣密密封的電氣元件封裝體。
背景技術：
眾所周知，有機EL顯示裝置(有機EL顯示器)目前已經進行了各種研究、開發，並且在用於手機等的小型顯示裝置等部分領域中已經達到了實用化。該有機EL顯示裝置中所使用的有機EL元件(有機EL層)為容易因暴露於周圍環境的氧、水分中而劣化的敏感元件。因此在實用化時，通過以將有機EL層氣密密封的狀 態組裝到有機EL顯示裝置中，而謀求該裝置的顯示品質的維持和長壽命化。作為氣密密封有有機EL層的有機EL元件封裝體，其結構通常為在配置有有機EL層的元件基板上，隔著間隔而對置配置密封基板，在該狀態下，按照包圍配置於元件基板的有機EL層的周圍的方式用玻璃料對元件基板和密封基板之間的間隙進行氣密密封。此時，從密封基板側照射雷射而對玻璃料加熱並使其軟化，由此將玻璃料熔接在元件基板和密封基板上，形成氣密密封結構。但是，在對玻璃料照射雷射時，可能會由於雷射的照射熱而損傷從外部向有機EL層供電的電極(例如ITO電極)、有機EL層。其理由如下。即，在玻璃料的下部配置有用於從外部向有機EL層供電的電極。因此，若不採取任何對雷射的照射熱的熱對策，則位於玻璃料的下部的電極會被雷射的照射熱不適當地加熱而造成熱損傷，有時甚至會燒壞。此外，當如此地加熱電極時，該熱通過電極而傳導至有機EL層,還可能招致給有機EL層帶來熱損傷的情況。因此，在製作有機EL元件封裝體時，通常會採取各種防止雷射的照射熱傳導至電極、有機EL層的熱對策。例如專利文獻1、2中公開了如下方案，即，在配置有有機EL元件的基板側配置將金屬層和用於改善粘接力的改善層重疊而成的層，將玻璃料熔接在改善層，從而使配置有有機EL層的基板和與其對置的基板接合。由此，即使在熔接玻璃料時照射雷射，也可以通過金屬層來反射雷射。因此，雷射的照射熱不易傳導至與有機EL層連接的電極，可以期待防止電極、有機EL層的熱損傷的效果。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2010-80341號公報專利文獻2 :日本特開2010-80339號公報

發明內容
發明要解決的課題但是，如專利文獻I和2所公開的那樣，在使用發揮用於反射雷射的反射膜功能的金屬層時，若對金屬層直接溶接玻璃料，則無法充分維持兩者之間的粘接力。因此，必須在金屬層和玻璃料之間夾設用於改善粘接力的改善層。此外，在金屬層和與有機EL元件連接的電極接觸時，由於產生金屬層和電極彼此導通的問題，因此在金屬層和電極之間夾設絕緣層是必不可少的。因此，可能產生有機EL元件封裝體的設計自由度降低的問題。予以說明，上述以有機EL元件為例進行了說明，但有機EL元件以外的電氣元件也容易受外部環境的影響，只要是用玻璃料進行氣密密封而使用的裝置就可能產生同樣的問題。此外，不僅限於顯示裝置，在照明裝置、太陽能電池等其它領域中，在使用電氣元件封裝體時也可能產生同樣的問題。鑑於以上實際情況，本發明的技術課題在於，確保電氣元件封裝體的設計自由度並儘量減少因熔接玻璃料時所施加的雷射的照射熱而損傷電極、電氣元件的情況。用於解決課題的手段為了解決上述課題而做出的本發明為一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、以及按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料，所述電氣元件封裝體的特徵在於，具有配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、且用於保護電極不受熔接所述玻璃料時所照射的雷射影響的保護膜。並且，本申請發明包括以下所示的第一發明和第二發明作為具體例。第一發明為一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料、以及配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、用於反射熔接所述玻璃料時所照射的雷射的反射膜，所述電氣元件封裝體的特徵在於，所述反射膜由低折射率介電體層和高折射率介電體層交替層疊而成的介電體多層膜構成。根據這樣的方案，用於反射熔接玻璃料時所照射的雷射的反射膜由低折射率介電體層和高折射率介電體層交替層疊而成的介電體多層膜形成。構成介電體多層膜的介電體層由於具有與玻璃料優異的粘接性，因此即使不在介電體多層膜的基礎上另行設置新的僅僅用於提高與玻璃料的粘接力的粘接力改善層，也能使其良好地維持與玻璃料的粘接力。此外，構成介電體多層膜的介電體層不具有導電性，因此即使不另行設置絕緣層也能夠和與電氣元件連接的電極之間保持電絕緣。因此，另行設置用於改善與玻璃料的粘接力的粘接力改善層、絕緣層不再是必備條件，因此能夠確保電氣元件封裝體的設計自由度。此外，若為上述那樣的介電體多層膜，則可以通過調整低折射率介電體層和高折射率介電體層的各自的材料選擇和膜厚，從而能夠在所使用的雷射的波長帶域容易地實現高反射率。因此，若在熔接燒料玻璃(frit glass)時照射雷射，則雷射被介電體多層膜可靠地反射至燒料玻璃側，可以有效地用於燒料玻璃的加熱。因此，儘量地減少透過介電體多層膜而照射到電極等的雷射，由此能夠可靠地防止電極、電氣元件被雷射不適當地加熱而導致熱損傷的情況。在上述方案中，既可以是介電體多層膜直接熔接在玻璃料上，也可以是在與電氣元件連接的電極上直接形成介電體多層膜。S卩，如上所述，介電體多層膜由於與玻璃料的粘接力高且具有絕緣性，因此可以直接熔接在玻璃料上或者直接形成在與電氣元件連接的電極上。而且，這種情況下電氣元件封裝體的構成更簡單，因此更容易製造。在上述方案中，優選低折射率介電體層的折射率為I. 6以下且高折射率介電體層的折射率為1.7以上。這種情況下，低折射率介電體層和高折射率介電體層之間的折射率差得到適度地保持，可以良好地維持對雷射的反射率。在上述方案中，優選介電體多層膜對雷射的反射率為50%以上。這種情況下，可以將熔接玻璃料時所照射的雷射的大部分反射至玻璃料側，因此可以更加可靠地防止因雷射的照射熱而損傷電極、電氣元件的情況。在上述方案中，玻璃料可以含有80 99. 7質量％的無機粉末和O. 3 20質量％的顏料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。在此，「含SnO的玻璃粉末」是指含有.20摩爾％以上的SnO作為玻璃組成的玻璃粉末。此外，「無機粉末」是指顏料以外的無機材料粉末，通常是指玻璃粉末和耐火性填料的混合物。這種情況下，玻璃料包含含SnO的玻璃粉末，因此玻璃粉末的軟化點降低，玻璃料整體的軟化點也降低。並且，若使該包含含SnO的玻璃粉末的無機粉末在上述數值範圍，則玻璃料的軟化點適度降低，因此能夠在短時間內完成利用雷射的熔接(封接)，而且還可以提高其熔接強度。予以說明，無機粉末的含量少於80質量％時，通過雷射進行熔接時，玻璃料的軟化流動變得不足，難以維持高熔接強度。此外，玻璃料含有O. 3 20質量％的顏料。當限定顏料的含量為0.3質量％以上時，玻璃料容易吸收雷射，可以使雷射的照射熱有效地作用於玻璃料。因此，容易僅對玻璃料中應熔接的部位進行局部加熱，能夠防止電極、電氣元件的熱損傷。另一方面，當將顏料的含量控制在20質量％以下時，可以防止在用雷射的照射熱將玻璃料熔接時玻璃料失透的情況。此時，含SnO的玻璃粉末可以以摩爾％計含有35 70%的SnO和10 30%的P2O5作為玻璃組成。這種情況下，容易在維持玻璃料的低熔點特性的基礎上提高玻璃料的耐水性。接下來，第二發明為一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、以及按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料，所述電氣元件封裝體的特徵在於，具有配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、且用於保護電極不受熔接所述玻璃料時所照射的雷射影響的金屬氧化物膜。根據這樣的方案，由於在元件基板和玻璃料之間形成金屬氧化物膜，因此在對玻璃料照射雷射而使玻璃料熔化時、即雷射熔接時，可以抑制雷射照射所產生的熱並儘量地避免玻璃料和電極的接觸。此外，根據這樣的方案，即使不另行設置改善層來提高與玻璃料的粘接力，也能夠獲得牢固的熔接強度。此外，金屬氧化物層不具有導電性，因此即使不另行設置絕緣層，也能夠和與電氣元件連接的電極之間保持電絕緣。其結果是，提高電氣元件封裝體的設計自由度，進而還關係到電氣元件封裝體的製造成本的削減。在上述方案中，金屬氧化物膜的厚度優選為10 500nm。這種情況下，能夠防止雷射熔接後玻璃料和金屬氧化膜之間產生剝離，並且能夠可靠地保護電極。在上述方案中，金屬氧化物膜優選為Si02、Zr02、Y203、Ti02、Al203、Ta205、Nb2O5中的任一種。這些金屬氧化物膜與玻璃料的粘接性、絕緣性均特別優異。在上述方案中，優選金屬氧化膜直接熔接在玻璃料上、或者直接形成在與電氣元件連接的電極上。這種情況下，電氣元件封裝體的構成更簡單，因此可以提高電氣元件封裝體的製造效率。如上所述，金屬氧化膜與玻璃料的粘接力優異且絕緣性優異。因此，可以在玻璃料上直接熔接金屬氧化物膜或者在與電氣元件連接的電極上直接形成金屬氧化物膜。在上述方案中，玻璃料優選含有80 99. 95質量％的無機粉末和O. 05 20質量％的顏料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。這種情況下，由於玻璃料含有含SnO的玻璃粉末，因此玻璃粉末的軟化點降低，玻璃料的軟化點也降低。並且，若使該包含含SnO的玻璃粉末的無機粉末在上述數值範圍，則玻璃料的軟化點適度降低，因此能夠在短時間內完成雷射熔接(封接)，而且還可以提高其熔接強度。
此時，含SnO的玻璃粉末優選以摩爾％計含有35 70%的SnO和10 30%的P2O5作為玻璃組成。這種情況下，容易在維持玻璃料的低熔點特性的基礎上提高玻璃料的耐水性。發明的效果如上所述，根據本發明，可以確保電氣元件封裝體的設計自由度並儘量減少因熔接玻璃料時所施加的雷射的照射熱而損傷電極、電氣元件的情況。


圖I為表不第一發明的一個實施方式的有機EL兀件封裝體的概略構成的縱剖面圖。圖2為圖I的A-A剖面圖。圖3為表示第二發明的一個實施方式的有機EL元件封裝體的概略組成的縱剖面圖。圖4為圖3的A-A剖面圖。圖5為表示介電體多層膜中的反射率的頻率特性的模擬結果的圖表。圖6為表示介電體多層膜中的反射率的頻率特性的實測結果的圖表。圖7為表示雷射熔接時的電極溫度的實測結果的圖表。圖8為表示雷射熔接時的電極溫度的實測結果的圖表。圖9為表示雷射熔接時的玻璃料溫度的實測結果的圖表。圖10為表示用大(Macro)型DTA裝置測定時的玻璃粉末(含SnO的玻璃粉末)或玻璃料的軟化點的示意圖。
具體實施例方式首先，參照

第一發明的一個實施方式。予以說明，下面以組裝到有機EL顯示裝置中的有機元件EL封裝體作為電氣元件封裝體的例子進行說明。圖I為表示本實施方式的有機EL元件封裝體的概略構成的縱剖面圖。該有機EL元件封裝體I具有形成有有機EL層2的元件基板3、與該元件基板3的有機EL層2側的表面隔著間隔對置的密封基板4、以及以框狀包圍有機EL層2的周圍並對元件基板3和密封基板4之間的間隙進行氣密密封(seal)的玻璃料5作為基本構成。元件基板3及密封基板4在該實施方式中例如由板厚O. 05 O. 7mm的玻璃基板構成。元件基板3配置有與有機EL層2的表面和背面兩側連接的第I電極6及第2電極7。該電極6、7由有機EL層2通過玻璃料5的下部而引導至封裝體I的外部，能夠對有機EL層2供電。予以說明，該電極6、7如圖2所示那樣按照規定圖案形成分支。此外，有機EL層2的背面側的第I電極6例如由透明電極膜(ΙΤ0膜)形成，有機EL層的表面側的第2電極7例如由鋁等金屬電極膜形成。予以說明，第I電極6和第2電極7這兩者均可以由透明電極膜形成。並且，如圖I及圖2所示，使由雷射器L射出的雷射從密封基板4側照射至玻璃料5，加熱玻璃料5而使其軟化，熔接在元件基板3和密封基板4上，從而形成封裝體I的氣密密封結構。予以說明，雷射器L使用例如紅外線雷射器(波長700 2500nm)。 在此，在熔接玻璃料5時，若電極6、7被雷射的照射熱加熱，則可能給電極6、7帶來熱損傷。此外，該熱還可能通過電極6、7向有機EL層2傳導，給有機EL層2帶來熱損傷。因此，本實施方式中，在玻璃料5和電極6、7之間夾設發揮反射膜功能的介電體多層膜8，使雷射能夠反射至作為電極6、7的相反側的玻璃料5偵U。該介電體多層膜8由低折射率介電體層和高折射率介電體層交替層疊而成的層疊結構構成，其被設定為在所使用的雷射的波長帶域(例如808nm)下的反射率為50%以上(優選為90%以上)。詳細而言，低折射率介電體層由折射率為1.6以下的材質形成，優選由折射率為
I.33 I. 6的材質形成。這些材質可以列舉出例如二氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氟化鑭(LaF3)、氟化鎂(MgF2)、六氟化鋁鈉(Na3AlF6)等。在設低折射率介電體層的折射率為nl、厚度為dl、雷射的波長為λ時，按照低折射率介電體層的光學膜厚(nlXdl)為λ/4的方式進行設定。高折射率介電體層由折射率為I. 7以上的材質形成，優選由折射率為I. 7 2. 5的材質形成。這些材質可以列舉出例如氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、五氧化鉭(Ta2O5)、五氧化銀(Nb2O5)、氧化鑭(La2O3)、氮化娃(Si3N4)、氧化乾(Y2O3)、氧化鋅(ZnO)、硫化鋅(ZnS)、以氧化銦(In2O3)為主成分且少量添加氧化鈦(TiO2)-氧化錫(SnO)-氧化鈰(CeO2)等的材質。在設高折射率介電體層的折射率為η2、厚度為d2、雷射的波長為λ時，按照高折射率介電體層的光學膜厚(n2Xd2)為λ/4的整數倍的方式進行設定。予以說明，在使用λ為1200nm以上的雷射時，可以使用SiO2，在使用λ為1700nm以上的雷射時，還可以使用Ge02。予以說明，介電體多層膜8優選層疊共計4層以上的低折射率介電體層和高折射率介電體層。此外，介電體多層膜8優選使低折射率介電體層和高折射率介電體層的熱膨脹係數不同。這種情況下，與以單層形成雷射的反射膜的情況相比，可以大幅緩和利用雷射進行熔接時的熱膨脹所導致的應力，膜不易產生裂紋。其結果是可以可靠地阻止氧、水分由介電體多層膜8部分侵入的情況。其理由如下。即，當在玻璃這類具有低熱膨脹係數的基板上形成多層膜時，通過採用將內部應力為壓縮應力的層和內部應力為拉伸應力的層交替重疊而成的層疊結構並以多層膜整體的內部應力變小的方式構成，從而能夠形成可靠性高的多層膜。特別是，形成於無鹼玻璃這類顯示低熱膨脹係數(37X10_7/°C以下)的基板上的多層膜的內部應力顯示如上所述的特性。作為具體例，當將低折射率材料SiO2和高折射率材料TiO2層疊在無鹼玻璃基板上時，容易使得SiO2膜的內部應力為壓縮應力且TiO2膜的內部應力為拉伸應力，內部應力通過SiO2膜和TiO2膜而彼此抵消，多層膜整體的內部應力變小。在此，作為玻璃料5的 材料，可以使用例如含有80 99. 7質量％的無機粉末和
O.3 20質量％的顏料的材料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。此時，無機粉末的含量優選為90 99質量％，更優選為95 99質量％，特別優選為97 99質量％。當無機粉末的含量少時，熔接時玻璃料5的軟化流動變得不足，並且難以提高熔接強度。另一方面，當無機粉末的含量多於99. 9質量％時，顏料的含量相對減少，因此玻璃料5本身的雷射吸收性能降低。另一方面，當顏料的含量過多時，可能會使玻璃的熱穩定性降低。含SnO的玻璃粉末的平均粒徑D5tl優選小於15 μ m,更優選為O. 5 10 μ m，特別優選為I 5 μ m。當將含SnO的玻璃粉末的平均粒徑D50限制為小於15 μ m時，容易使元件基板3和密封基板4之間的間隙變窄。由此，能夠縮短雷射熔接所需時間，並且即使元件基板3、密封基板4與玻璃料5之間存在熱膨脹係數差異，玻璃料5的熔接部位也不易產生裂紋等。在此，「平均粒徑D5tl」是指利用雷射衍射法測定的值，表示利用雷射衍射法測定時的體積基準的累積粒度分布曲線中從粒子小的一側起累積其累積量達到50%時的粒徑。含SnO的玻璃粉末的最大粒徑Dmax優選為30 μ m以下，更優選為20 μ m以下，特別優選為10 μ m以下。若將含SnO的玻璃粉末的最大粒徑Dmax限定為30 μ m以下，則與上述限定平均粒徑時同樣地容易使元件基板3和密封基板4之間的間隙變狹，在玻璃料5的熔接部位不易產生裂紋等。在此，「最大粒徑Dmax」是指利用雷射衍射法測定的值，其表示利用雷射衍射法測定時的體積基準的累積粒度分布曲線中從粒子小的一側起累積其累積量達到99%時的粒徑。含SnO的玻璃優選含有35 70%的SnO和10 30%的P2O5作為玻璃組成。下面示出如上所述地限定玻璃組成範圍的理由。予以說明，在玻璃組成範圍的說明中，除了特別聲明外，％的表述均指摩爾％。SnO為使玻璃低熔點化的成分。其含量優選為35%以上，更優選為35 70%，進一步優選為40 70%，最優選為50 68%。特別是若SnO的含量為50%以上，則在雷射熔接時玻璃變得容易軟化流動。當SnO的含量少於35%時，玻璃的粘性過高，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。另一方面，SnO的含量多於70%時，存在難以玻璃化的傾向。P2O5為形成玻璃的氧化物並且是提高玻璃的熱穩定性的成分。其含量優選為10 30%，更優選為15 27%，特別優選為15 25%。當P2O5的含量少於10 %時，玻璃的熱穩定性容易下降。另一方面，當P2O5的含量多於30%時，玻璃的耐候性下降，變得難以確保有機EL元件封裝體I的長期可靠性。除了上述成分以外，還可以添加以下成分。ZnO為中間氧化物並且是使玻璃穩定化的成分。其含量優選為O 30%，更優選為I 20%，特別優選為I 15%。當ZnO的含量多於30%時，玻璃的熱穩定性容易下降。B2O3為形成玻璃的氧化物並且是使玻璃穩定化的成分，並且也是提高玻璃的耐候性的成分。其含量優選為O 20%，更優選為I 20%，特別優選為2 15%。當B2O3的含量多於20%時，玻璃的粘性過高，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。Al2O3為中間氧化物並且是使玻璃穩定化的成分。此外，Al2O3為使玻璃的熱膨脹係數降低的成分。其含量優選為O. I 10%，特別優選為O. 5 5%。當Al2O3的含量多於10 %時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。SiO2為形成玻璃的氧化物並且是使玻璃穩定化的成分。其含量優選為O 15%，特別優選為O 5%。當SiO2的含量多於15%時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。In2O3是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 5%。當In2O3的含量多於5%時，配合料成本上漲。Ta2O5是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 5%。當Ta2O5的含量多於·5 %時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。La2O3是提高玻璃的熱穩定性且提高玻璃的耐候性的成分。其含量優選為O 15%，更優選為O 10%，特別優選為O 5%。當La2O3的含量多於15%時，配合料成本上漲。MoO3是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 5%。當MoO3的含量多於5 %時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。WO3是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 5%。當WO3的含量多於5%時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。Li2O為使玻璃低熔點化的成分，其含量優選為O 5%。當Li2O的含量多於5%時，玻璃的熱穩定性容易下降。Na2O為使玻璃低熔點化的成分，其含量優選為O 10%，特別優選為O 5%。當Na2O的含量多於10%時,玻璃的熱穩定性容易下降。K2O為使玻璃低熔點化的成分，其含量優選為O 5%。當K2O的含量多於5%時，玻璃的熱穩定性容易下降。MgO是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 15%。當MgO的含量多於15 %時，玻璃粉末的軟化點不適當地上升，難以以期望的雷射輸出功率進行雷射熔接。BaO是提高玻璃的熱穩定性的成分，其含量優選為O 10%。當BaO的含量多於10%時，玻璃組成的成分平衡受損，玻璃反而容易失透。F2為使玻璃低熔點化的成分，其含量優選為O 5%。當F2的含量多於5%時，玻璃的熱穩定性容易下降。若考慮熱穩定性和低熔點特性，則ln203、Ta2O5' La203、MoO3> WO3> Li20、Na2O, K2O,MgO, BaO, F2的總量優選為10%以下。除了上述成分以外，可以添加例如高達10%的其它成分％0、51"0等)。予以說明，從降低配合料成本的觀點出發，在含SnO的玻璃粉末中，過渡金屬氧化物的含量優選為10%以下，更優選為5%以下，特別優選基本上為零。在此，「基本上為零」是指玻璃組成中的過渡金屬氧化物的含量為3000ppm(質量)以下、優選1000ppm(質量)以下的情況。此外，從環境的觀點出發，含SnO的玻璃粉末優選基本上不含有PbO。在此，「基本上不含有PbO」是指玻璃組成中的PbO的含量為IOOOppm(質量)以下情況。另一方面,顏料優選為無機顏料,更優選為選自碳、Co3O4> CuO> Cr2O3> Fe203> MnO2>SnCKTinO2lri (η為整數)中的一種或兩種以上，特別優選為碳。這些顏料的顯色性優異，雷射的吸收性良好。從環境的觀點出發，顏料優選基本上不含有Cr系氧化物。在此，「基本上不含有Cr系氧化物」是指顏料中的Cr系氧化物的含量為IOOOppm(質量)以下的情況。顏料的平均粒徑D5tl優選為O. I 3 μ m，特別優選為O. 3 I μ m。此外，顏料的最大粒徑Dmax優選為O. 5 10 μ m，特別優選為I 5 μ m。當顏料的粒度過大時，難以使顏料均勻分散在玻璃料5中，在進行雷射熔接時可能會使玻璃在局部不發生軟化流動。即使顏料的粒度過小，也容易使顏料彼此凝聚，因此在進行雷射熔接時可能會使玻璃在局部不發生軟化流動。此外，顏料的一次粒子的平均粒徑D5tl優選為I 5000nm、3 1000nm、5 500nm,特別優選為10 lOOnm。當顏料的一次粒子過小時,容易使顏料彼此凝聚，因此難以使顏料均勻分散在玻璃料5中，在進行雷射封接時，可能會使玻璃料5在局部不發生軟化流 動。此外，即使顏料的一次粒子過大，也難以使顏料均勻分散在玻璃料5中，在雷射封接時可能會使玻璃料5在局部不發生軟化流動。此外，包含含SnO的玻璃粉末的無機粉末中優選包含耐火性填料。這種情況下，可以降低玻璃料5的熱膨脹係數並提高玻璃料5的機械強度。無機粉末中的含SnO的玻璃粉末和耐火性填料的混合比例以體積％計優選為40 100% O 60%，特別優選為50 90% 10 50%。當耐火性填料的含量多於60體積％時，含SnO的玻璃粉末的比例相對減少，雷射熔接的效率容易下降。作為耐火性填料，可以使用鋯石、氧化鋯、氧化錫、石英、鋰輝石、堇青石、莫來石、石英玻璃、鋰霞石、石英、磷酸鋯、磷鎢酸鋯、鎢酸鋯、NbZr(PO4)3等具有[AB2(MO4)3]的基本結構的化合物或它們的固溶體，其中，A :Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cu、Ni、Mn 等，B :Zr、Ti、Sn、Nb、Al、Sc、Y 等，M :P、Si、W、Mo 等。耐火性填料的最大粒徑Dmax優選為30 μ m以下，更優選為20 μ m以下，特別優選為10 μ m以下。當耐火性填料的最大粒徑Dmax大於30 μ m時，在玻璃料5的熔接部位產生具有30 μ m以上厚度的地方，因此在有機EL元件封裝體I中元件基板3和密封基板4之間的間隙變得不均勻，難以將有機EL元件封裝體I、即有機EL顯示裝置薄型化。此外，當將耐火性填料的最大粒徑Dmax限定為30 μ m以下時，容易使元件基板3和密封基板4之間的間隙變窄。由此，能夠縮短雷射熔接所需時間，並且即使元件基板3、密封基板4與玻璃料5之間存在熱膨脹係數差異，玻璃料5的熔接部位也不易產生裂紋等。就玻璃料5而言，軟化點優選為450°C以下，更優選為420°C以下，特別優選為400°C以下。當軟化點高於450°C時，雷射熔接的效率容易下降。對軟化點的下限沒有特別限制，若考慮玻璃的熱穩定性，則優選將軟化點限定為300°C以上。在此，「軟化點」是指在氮氣氣氛下利用大型差示熱分析(DTA)裝置測得的值，DTA從室溫開始測定，升溫速度設為10°C /分鐘。予以說明，用大型DTA裝置所測得的軟化點是指圖10所示的第四拐點的溫度(Ts)。
現在，有機EL顯示裝置採用在各像素中配置TFT等有源元件來使其驅動的有源矩陣驅動作為驅動方式。此時，有機EL顯示器用玻璃基板使用的是無鹼玻璃(例如日本電氣硝子株式會社制0A-10G)。通常，無鹼玻璃的熱膨脹係數為40X10_7/°C以下，而玻璃料的熱膨脹係數大多為76 83X 10_7/°C。因此，難以使玻璃料的熱膨脹係數嚴格地與無鹼玻璃的熱膨脹係數匹配。但是，上述的含SnO的玻璃粉末與低膨脹的耐火性填料、尤其是NbZr (PO4)3、磷酸鋯的相容性良好，因此能夠顯著降低玻璃料5的熱膨脹係數。因此，若使用這些耐火性填料，則容易使玻璃料5的熱膨脹係數達到75X 10_7/°C以下。在此，玻璃料5的熱膨脹係數更優選為65X10_7/°C以下，進一步優選為55X10_7/°C以下，特別優選為49X10_7/°C以下。這種情況下，施加在玻璃料5的熔接部位的應力變小，可以防止熔接部位的應力破壞。在此，「熱膨脹係數」是指利用推桿式熱膨脹係數測定(TMA)裝置在30 250 V的溫度範圍內測得的平均值。下面說明採用上述構成的有機EL元件封裝體I的製造步驟。
首先，在密封基板4的周邊部塗布例如厚度15 μ m的漿料狀的玻璃料5後進行預燒成，在密封基板4上暫時固化。另一方面，在元件基板3上，將第I電極6以例如300nm的厚度按照規定圖案成膜後，將有機EL層2成膜，在其上將第2電極7按照規定圖案成膜。然後再按照跨過電極6、7之上的方式在元件基板3的周邊部交替形成共計9層的例如厚度139nm的SiO2膜(低折射率層)和厚度100. 6nm的Si3N4膜(高折射率層)，形成介電體多層膜8。予以說明，介電體多層膜8可以通過例如CVD法、濺射法、真空蒸鍍法等交替層疊低折射率層和高折射率層而形成。然後，將元件基板3和密封基板4對置配置，使玻璃料5和介電體多層膜8接觸後，從密封基板4側對玻璃料5照射雷射，使玻璃料5熔融，將玻璃料5和介電體多層膜8直接熔接。由此，使得元件基板3和密封基板4的外周部全部接合，有機EL層2得以氣密密封。並且，若採取上述構成的有機EL元件封裝體1，則可以享有如下所述的作用效果。S卩，與金屬層相比，構成介電體多層膜8的各介電體層能夠良好地維持與玻璃料5的粘接力。因此即使不在介電體多層膜8的基礎上另行設置新的僅僅用於提高與玻璃料5的粘接力的層，也能使其良好地維持與玻璃料5的粘接力。此外，構成介電體多層膜8的介電體層不具有導電性，因此即使不另行設置絕緣層也能夠和與有機EL層2連接的電極6、7之間保持電絕緣。因此，另行設置用於改善與玻璃料5的粘接力的改善層、絕緣層不再是必備條件，因此能夠確保有機EL元件封裝體I的設計自由度。此外，若為上述那樣的介電體多層膜8，則可以通過調整低折射率介電體層和高折射率介電體層的各自的材料選擇和膜厚，從而在由雷射器L射出的雷射的波長帶域容易地實現優異的反射率。因此，若在熔接玻璃料5從密封基板4側對玻璃料5照射雷射，則雷射被介電體多層膜8可靠地反射至玻璃料5側，可以有效地用於玻璃料5的加熱。因此，儘量地減少了透過介電體多層膜8而照射到電極6、7的雷射，由此能夠可靠地防止因電極6、7以及有機EL層2被雷射不適當地加熱而造成熱損傷的情況。予以說明，第一發明並非僅限於上述實施方式，可以以各種方式來實施。例如，上述實施方式中說明了在電極6、7上直接形成介電體多層膜8的情況，但也可以夾設絕緣層。此外，同樣地對將介電體多層膜8直接熔接於玻璃料5的情況進行了說明，在介電體多層膜8和玻璃料5之間也可以夾設中間層。此外，上述實施方式中，作為第I電極6、第2電極7，例示的是由ITO構成的透明電極、由Al構成的金屬電極,但也可以是IZO、AZO等其它透明電極以及Ti、Ag、Cu、Cr、Mo等其它金屬電極等。此外，上述實施方式中，以有機EL元件封裝體(有機EL顯示裝置)為例進行了說明，但也可以同樣地應用於有機EL照明裝置、太陽能電池等其它器件中所使用的電氣元件封裝體。除了上述例示的玻璃料以外，還可以使用各種玻璃料。具體而言，還可以使用例如包含含V2O5的玻璃粉末和β -鋰霞石或磷鎢酸鋯的玻璃料、包含含Bi2O3的玻璃粉末和堇青石或矽鋅礦的玻璃料。下面，參照

第二發明的一個實施方式。予以說明，下面以組裝到有機EL顯示裝置中的有機EL元件封裝體作為電氣元件封裝體的例子進行說明。 圖3為表示本實施方式的有機EL元件封裝體的概略構成的縱剖面圖。該有機EL元件封裝體I具有形成有有機EL層2的元件基板3、與該元件基板3的有機EL層2側的表面隔著間隔對置的密封基板4、以及以框狀包圍有機EL層2的周圍並對元件基板3和密封基板4之間的間隙進行氣密密封的玻璃料5作為基本構成。元件基板3及密封基板4在該實施方式中例如由0.05 2_的玻璃基板構成。予以說明，密封基板4中，為了避免與有機EL層2接觸或為了設置吸溼材料，有時會形成一定厚度的凹陷。元件基板3配置有與有機EL層2的表面和背面兩側連接的第I電極6及第2電極7。該電極6、7由有機EL層2通過玻璃料5的下部而引導至有機EL元件封裝體I的外部，能夠向有機EL層2供電。予以說明，該電極6、7如圖4所示那樣按照規定圖案形成分支。此外，有機EL層2的背面側的第I電極6例如由透明電極膜(ΙΤ0膜)形成，有機EL層的表面側的第2電極7例如由鋁等金屬電極膜形成。予以說明，第I電極6和第2電極7這兩者均可以由透明電極膜形成。並且，如圖3及圖4所示，使由雷射器L射出的雷射從密封基板4側照射至玻璃料5，加熱玻璃料5，使其軟化流動，熔接在元件基板3和密封基板4上，從而形成有機EL元件封裝體I的氣密密封結構。予以說明，雷射器L使用例如近紅外半導體雷射器(波長800 IlOOnm)。在此，在進行玻璃料5的雷射熔接時，若電極6、7被加熱，則可能會給電極6、7帶來熱損傷。此外，該熱還可能通過電極6、7向有機EL層2傳導，給有機EL層2帶來熱損傷。因此，本實施方式中，在玻璃料5和電極6、7之間夾設發揮保護膜功能的金屬氧化物膜9，保護電極6、7不受雷射影響。該發揮保護層功能的金屬氧化膜9優選為與玻璃料5及電極6、7的粘接性優異且顯示絕緣性的膜。作為它們的材質，可以列舉出Si02、Zr02、Y203、Ti02、Al203、Ta205、及Nb205。該金屬氧化膜9的膜厚優選為5 500nm、10 300nm，特別優選為30 300nm。當金屬氧化物膜9的厚度小於5nm時,保護電極6、7的效果減小。相反，當大於500nm時，由玻璃料5和金屬氧化物膜9的熱膨脹差異所致的應力量變大，雷射熔接後在玻璃料5和金屬氧化膜9之間容易發生剝離。此外，其還是導致電氣元件封裝體的製造成本上漲的原因之一。作為玻璃料5，優選的是含有80 99. 95質量％的無機粉末和O. 05 20質量％的顏料的玻璃料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。在此，無機粉末的含量優選為90 99. 95質量％、95 99. 95質量％，特別優選為99 99. 95質量％。當無機粉末的含量少時，在雷射熔接時，玻璃料5的軟化流動變得不足，並且難以提高熔接強度。另一方面，當無機粉末的含量多於99. 95質量％時，顏料的含量相對減少，因此玻璃料5的雷射吸收性能下降。此外，若將顏料的含量限定為O. 05質量％以上，則玻璃料更容易吸收雷射，因此雷射熔接的效率提高，易於防止電極、電氣元件的熱損傷。另一方面，若將顏料的含量限定在20質量％以下，則易於防止雷射熔接時玻璃料失透的情況。含SnO的玻璃粉末的平均粒徑D5tl、最大粒徑Dniax、玻璃組成的優選形態均與上述相同，為方便起見而省略對其的詳細說明。
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含SnO的玻璃粉末的軟化點優選與上述相同。顏料優選為無機顏料，更優選為選自碳、Co3O4、CuO、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、SnO、TinO2lri (η為整數)中的一種或兩種以上，特別優選為碳。碳優選為無定形碳、石墨。這些顏料顯色性優異，雷射的吸收性能良好。顏料的平均粒徑D5tl、顏料的一次粒子的平均粒徑Dki均優選與上述相同。並且，從環境的觀點出發，顏料優選基本上不含有Cr系氧化物。玻璃料5優選進一步包含耐火性填料。這種情況下，可以降低玻璃料5的熱膨脹係數並提高玻璃料5的機械強度。無機粉末中的含SnO的玻璃粉末和耐火性填料的混合比例優選與上述同樣進地行調整。耐火性填料的材質、最大粒徑Dniax的優選形態均與上述相同。玻璃料5的熱膨脹係數的優選範圍與上述相同。玻璃料5優選與媒介物(vehicle)混煉並加工成漿料材料而使用。這種情況下可以提高塗布操作性等。予以說明，媒介物通常包含樹脂粘合劑和溶劑。並且，樹脂粘合劑和溶劑優選與上述相同，為方便起見而省略對其的詳細說明。在對漿料脫粘合劑時，優選在惰性氣氛下進行，特別優選在N2氣氛下進行。這種情況下易於防止在脫粘合劑時含SnO的玻璃粉末變質的情況。此外，在雷射熔接時，也優選在惰性氣氛下進行，特別優選在N2氣氛下進行。這樣易於防止在雷射熔接時含SnO的玻璃粉末變質的情況。下面說明有機EL元件封裝體I的製造步驟。首先，在密封基板4的周邊部，利用例如絲網印刷機塗布約40 μ m的厚度、約O. 6mm寬度的漿料狀的玻璃料5，然後乾燥、燒成，從而使漿料中的樹脂成分及溶劑成分分解揮發，然後使玻璃料軟化流動，從而牢固地固定在密封基板4上。燒成後的玻璃料5的高度為例如約15μπι。為了提高雷射熔接精度，需要對燒成後玻璃料的表面進行平滑化。具體而言，優選使表面粗糙度Ra值為O. 7 μ m以下、RMS值為I μ m以下。另一方面，在元件基板3上，將第I電極6以例如150nm的厚度按照規定圖案成膜後，在與印刷了玻璃料5並對其燒成的周邊部對置的區域，以例如IOOnm的厚度將SiO2膜9成膜。予以說明，3102膜9可以通過例如CVD法、濺射法、真空蒸鍍法等形成。然後，將有機EL層2成膜，在其上按照規定圖案將第2電極7成膜。
接著，將元件基板3和密封基板4對置配置，使玻璃料5和SiO2膜9接觸後，從密封基板4側對玻璃料5照射雷射，使玻璃料5熔化、軟化流動，將玻璃料5和SiO2膜9直接熔接。由此，使得元件基板3和密封基板4沿外周接合，有機EL層2得以氣密密封。予以說明，第二發明並非僅限於上述實施方式，可以以各種方式來實施。例如，上述實施方式中說明了在第I電極6上形成SiO2膜9的情況，但也可以在密封基板4側的玻璃料5上形成。此外，上述實施方式中，作為第I電極6、第2電極7，例示的是由ITO構成的透明電極、由Al構成的金屬電極，但也可以是IZ0、AZ0、FT0及ZnO等其它透明電極以及Ti、Ag、Cu、Cr、Mo及它們的多層膜等其它金屬電極。此外，上述實施方式中，以有機EL元件封裝體(有機EL顯示裝置)為例進行了說明，但也可以同樣地應用於有機EL照明裝置、太陽能電池等其它器件中所使用的電氣元件封裝體。
進而，除了上述例示的玻璃料以外，還可以使用各種玻璃料。具體而言，還可以使用例如包含含V2O5的玻璃粉末和β -鋰霞石的玻璃料、包含含Bi2O3的玻璃粉末和堇青石或矽鋅礦的玻璃料。實施例I首先，基於實施例詳細說明第一發明。予以說明，第一發明不受以下實施例的任何限定。以下的實施例僅僅是例示。〈反射率的頻率特性的模擬〉表I中示出第一發明的電氣元件封裝體中使用的介電體多層膜的實施例(No. 2 No. 4)的膜結構的設計值。予以說明，表I中，示出單層的介電體膜作為比較例(No. I)。[表 I]
權利要求
1.一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、以及按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料，所述電氣元件封裝體的特徵在於， 具有配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、且用於保護電極不受熔接所述玻璃料時所照射的雷射影響的保護膜。
2.一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、以及按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料，所述電氣元件封裝體的特徵在於， 具有配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、用於反射熔接所述玻璃料時所照射的雷射的反射膜， 所述反射膜由低折射率介電體層和高折射率介電體層交替層疊而成的介電體多層膜構成。
3.根據權利要求2所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述介電體多層膜直接熔接在所述玻璃料上。
4.根據權利要求2或3所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述介電體多層膜直接形成在與所述電氣元件連接的電極上。
5.根據權利要求2 4中的任一項所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述低折射率介電體層的折射率為I. 6以下，所述高折射率介電體層的折射率為I. 7以上。
6.根據權利要求2 5中的任一項所述的電氣兀件封裝體，其特徵在於，所述介電體多層膜對所述雷射的反射率為50%以上。
7.根據權利要求2 6中的任一項所述的電氣兀件封裝體,其特徵在於,所述玻璃料含有80 99. 7質量％的無機粉末和O. 3 20質量％的顏料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。
8.根據權利要求7所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述含SnO的玻璃粉末以摩爾％計含有35 70%的SnO和10 30%的P2O5作為玻璃組成。
9.一種電氣元件封裝體，其具有配置有電氣元件的元件基板、與該元件基板的所述電氣元件側的表面隔著間隔對置的密封基板、以及按照包圍所述電氣元件的周圍的方式對所述元件基板和所述密封基板之間的間隙進行氣密密封的玻璃料，所述電氣元件封裝體的特徵在於， 具有配置於所述元件基板和所述玻璃料之間、且用於保護電極不受熔接所述玻璃料時所照射的雷射影響的金屬氧化物膜。
10.根據權利要求9所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述金屬氧化物膜的厚度為10 500nm。
11.根據權利要求9或10所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述金屬氧化物膜為Si02、ZrO2> Y2O3、Ti02、Al2O3、Ta2O5> Nb2O5 中的任一種。
12.根據權利要求9 11中的任一項所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述金屬氧化物膜直接熔接在所述玻璃料上。
13.根據權利要求9 12中的任一項所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述金屬氧化物膜直接形成在與所述電氣元件連接的電極上。
14.根據權利要求9 13中的任一項所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述玻璃料含有80 99. 95質量％的無機粉末和O. 05 20質量％的顏料，其中，所述無機粉末包含含SnO的玻璃粉末。
15.根據權利要求14所述的電氣元件封裝體，其特徵在於，所述含SnO的玻璃粉末以摩爾％計含有35 70%的SnO和10 30%的P2O5作為玻璃組成。
全文摘要
有機EL元件封裝體(1)，其在內部空間氣密密封有有機EL層(2)，所述有機EL元件封裝體(1)具有配置有有機EL層(2)的元件基板(3)、與元件基板(3)的有機EL層(2)側的表面隔著間隔對置的密封基板(4)、按照包圍有機EL層(2)的周圍的方式對元件基板(3)和密封基板(4)之間的間隙進行氣密密封的玻璃料(5)、以及配置於元件基板(3)和玻璃料(5)之間且用於保護電極不受熔接玻璃料(5)時所照射的雷射的影響的保護膜。並且，保護膜例如為發揮用於反射雷射的反射膜功能的介電體多層膜(8)，該介電體多層膜(8)由低折射率介電體層和高折射率介電體層交替層疊而成的層疊結構構成。
文檔編號H05B33/04GK102893700SQ201180024088
公開日2013年1月23日 申請日期2011年9月30日 優先權日2010年10月1日
發明者山崎康夫, 白神徹, 益田紀彰, 櫻井武, 山崎博樹 申請人:日本電氣硝子株式會社