專(zhuān)利名稱(chēng)：密封的玻璃外殼及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于保護(hù)對(duì)周?chē)h(huán)境敏感的薄膜器件的密封的玻璃外殼。這些器件的一些例子是有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器、傳感器和其它光學(xué)器件。本發(fā)明使用OLED顯示器作為例子進(jìn)行說(shuō)明。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于OLED在許多種類(lèi)的場(chǎng)致發(fā)光器件中的用途或潛在的用途，它已成為許多研究的對(duì)象。例如，單個(gè)OLED可用在獨(dú)立的發(fā)光器件中，或者OLED陣列可用在照明用途或平板顯示器用途(例如，OLED顯示器)中。已知OLED顯示器是非常明亮的，具有良好的顏色對(duì)比度和廣闊的視角。但是，OLED顯示器，尤其是位于其中的電極和有機(jī)層容易因?yàn)榕c從周?chē)h(huán)境中漏進(jìn)OLED顯示器中的氧氣和濕氣發(fā)生互相作用而受損。人們熟知，如果OLED顯示器中的電極和有機(jī)層與周?chē)h(huán)境密封隔開(kāi)，則OLED顯示器的壽命可顯著地增加。不幸的是，過(guò)去很難開(kāi)發(fā)出用來(lái)密封OLED顯示器的密封方法。一些使得適當(dāng)?shù)孛芊釵LED顯示器困難的因素簡(jiǎn)述如下·密封應(yīng)提供對(duì)氧氣(10-3cc/m2/天)和水(10-6g/m2/天)的阻擋。
·密封的尺寸應(yīng)當(dāng)盡可能最小，例如，＜1mm，從而不會(huì)對(duì)OLED顯示器的尺寸造成不利的影響。
·密封過(guò)程中產(chǎn)生的溫度不應(yīng)損壞OLED顯示器內(nèi)的材料(例如，電極和有機(jī)層)。例如，與OLED顯示器中的封條相距大約2mm的OLED的第一象素在密封過(guò)程中不得加熱到超過(guò)85℃。
·在密封過(guò)程中釋放的氣體不應(yīng)污染OLED顯示器內(nèi)的材料。
·密封應(yīng)當(dāng)能使電源接頭(例如，薄膜鉻)封入OLED顯示器中。
目前，用來(lái)密封OLED顯示器的最普遍的方法是使用不同類(lèi)型的帶有無(wú)機(jī)填料和/或有機(jī)材料的環(huán)氧樹(shù)脂，它們經(jīng)紫外光固化之后形成封條。雖然這些類(lèi)型的封條能通常提供良好的機(jī)械強(qiáng)度，但是它們非常昂貴，并且在許多情況下它們不能防止氧氣和濕氣擴(kuò)散進(jìn)入OLED顯示器中。事實(shí)上，這些環(huán)氧樹(shù)脂封條需要使用干燥劑來(lái)得到可接受的性能。用來(lái)密封OLED顯示器的另一種可能的方法是利用金屬焊接或釬焊，但是，這種方法得到的封條會(huì)導(dǎo)致封入OLED顯示器的導(dǎo)線出現(xiàn)短路的問(wèn)題。該密封方法也非常復(fù)雜，因?yàn)樾枰舾杀∧硬拍艿玫搅己玫恼持?。因此，需要解決前述問(wèn)題和其它與傳統(tǒng)封條及用來(lái)密封OLED顯示器的傳統(tǒng)方法相關(guān)的缺點(diǎn)。這些要求及其它要求可用本發(fā)明的密封技術(shù)滿足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括密封的OLED顯示器以及制造該密封的OLED顯示器的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該密封的OLED顯示器通過(guò)提供第一基板和第二基板來(lái)制造。所述第二基板含有至少一種過(guò)渡金屬如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻和/或釹。將OLED沉積在所述第一基板上。然后，使用激光器加熱摻雜的第二基板，使其一部分膨脹并形成將第一基板連接到第二基板上的封條，并且也保護(hù)了所述OLED。所述第二基板摻雜了至少一種過(guò)渡金屬，使得當(dāng)吸收激光能量時(shí)，密封區(qū)域的溫度增加。本文中還描述了用于制造OLED顯示器的另一個(gè)實(shí)施方式。


對(duì)本發(fā)明更全面的理解，可通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下具體實(shí)施方式
來(lái)得到，其中圖1A和1B是顯示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式的密封的OLED顯示器的基本組成部件的俯視圖和截面?zhèn)纫晥D；圖2是顯示用于制造圖1A和1B所示的密封的OLED顯示器的一種優(yōu)選方法的步驟的流程圖；圖3A和3B是圖2所示方法中使用20瓦激光和25瓦激光至少部分地互相密封的基板和密封玻璃板的部分俯視的照片；圖4是顯示使用在15瓦、20瓦和25瓦操作的810nm激光制得的摻雜的基板的第一個(gè)實(shí)施方式的自由表面上膨脹區(qū)域的高度曲線圖；圖5是顯示圖4所示的用20瓦操作的激光獲得的膨脹區(qū)域高度變化的曲線圖；圖6是顯示可按圖2所示方法制造玻璃外殼用的基板(由Corning公司制造的玻璃，編號(hào)為1737)和兩塊密封玻璃板(組成編號(hào)4-5)的熱膨脹曲線圖；圖7是在實(shí)驗(yàn)#2中密封到密封玻璃板(組成編號(hào)5)上的1737基板的照片；圖8是在實(shí)驗(yàn)#3中密封到密封玻璃板(組成編號(hào)5)上的1737基板的照片；圖9是顯示可按圖2所示方法制造玻璃外殼用的1737基板和三塊密封玻璃板(組成編號(hào)6-8)的熱膨脹曲線圖；圖10A和10B是顯示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式的密封的OLED顯示器的基本組成部件的俯視圖和截面?zhèn)纫晥D；圖11是顯示用于制造圖10A和10B所示的密封的OLED顯示器的一個(gè)優(yōu)選方法的步驟的流程圖；圖12是圖11所示方法中使用25瓦激光束將兩塊基板粘結(jié)在一起的熔凝纖維的俯視照片。
具體實(shí)施例方式
圖1-12公開(kāi)了本發(fā)明的密封的OLED顯示器100’和100”以及制造OLED顯示器100’和100”的方法200和1100的兩個(gè)實(shí)施方式。雖然本發(fā)明的密封方法是針對(duì)密封的OLED顯示器100’和100”的制造在下文中進(jìn)行描述，但是應(yīng)該明白，相同或類(lèi)似的密封方法可用在其它用途中來(lái)保護(hù)置于兩塊玻璃板之間的敏感的光學(xué)/電子器件。因此，本發(fā)明不應(yīng)以限制的方式進(jìn)行解釋。
參看圖1A和1B，它們示出了第一個(gè)實(shí)施方式的密封的OLED顯示器100’的俯視圖和截面?zhèn)纫晥D。該OLED顯示器100’包括基板102’(例如，玻璃板102’)、OLED陣列104’和摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃板106’的多層夾心結(jié)構(gòu)，所述過(guò)渡金屬包括，例如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。該OLED顯示器100’具有由密封玻璃板106’形成的封條108’，它保護(hù)位于基板102’與密封玻璃板106’之間的OLED 104’。封條108’通常恰好位于該OLED顯示器100’的外緣內(nèi)。并且，OLED 104’位于封條108’的周邊之內(nèi)。封條108’是如何由密封玻璃板106’用組成部件如激光器110和透鏡114(它們用于形成封條108’)形成的，將結(jié)合圖2-9詳細(xì)地描述在下文中。
參看圖2，它是用于制造密封的OLED顯示器100’的一個(gè)優(yōu)選方法200各步驟的流程圖。從步驟202開(kāi)始，提供基板102’以便能夠制造OLED顯示器100’。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，基板102’是類(lèi)似Corning公司以編號(hào)1737玻璃或Eagle2000TM玻璃的商品名制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板?；蛘?，基板102’可以是類(lèi)似AsahiGlass公司、Nippon Electric Glass公司、NHTechno和Samsung Corning Precision Glass公司制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板(例如，OA10玻璃板板和OA21’玻璃板)的那種透明玻璃板。
在步驟204中，將OLED 104’和其它電路沉積在基板102’上。典型的OLED104’包括一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)或多個(gè)有機(jī)層、以及一個(gè)陰極。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易明白，任何已知的OLED 104’或今后制造的OLED 104’可用在OLED顯示器100’中。并且，還應(yīng)當(dāng)明白，如果使用本發(fā)明的密封方法不是制造OLED顯示器100’，而是制造玻璃外殼，這一步驟可以省略。
在步驟206中，提供密封玻璃板106’，以便能夠制造OLED顯示器100’。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，密封玻璃板106’由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的硼硅酸鹽(多組成部件)玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括，例如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。若干例舉的密封玻璃板106’的組成提供在下面的表1-2中。
在步驟208中，加熱密封玻璃板106’的一個(gè)預(yù)定部分116’，使得密封玻璃板106’的該預(yù)定部分116’能夠膨脹并形成封條108’(參見(jiàn)圖1B)。該封條108’將基板102’連接并結(jié)合到密封玻璃板106’上。另外，封條108’通過(guò)防止周?chē)h(huán)境中的氧氣和濕氣進(jìn)入OLED顯示器100’中，用以保護(hù)OLED 104’不受周?chē)h(huán)境的影響。如圖1A和1B所示，封條108’通常恰好位于OLED顯示器100’的外緣內(nèi)。
在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟208是使用激光器110發(fā)射激光束112通過(guò)透鏡114(任選的)和基板102’，加熱摻雜的密封玻璃板106’的預(yù)定部分116’來(lái)進(jìn)行的(參見(jiàn)圖1B)?；?02’不吸收激光能量，這有助于將散逸到OLED器件中有機(jī)層的熱量減至最小。移動(dòng)激光束112，使其能有效地加熱摻雜的密封玻璃板106’的部分116’，并導(dǎo)致密封玻璃板106’的該部分116’膨脹形成封條108’。激光器110能發(fā)出特定波長(zhǎng)的激光束，密封玻璃板106’摻雜了過(guò)渡金屬離子，為的是增大其在激光束112的特定波長(zhǎng)下的吸收性能。激光器110與密封玻璃板106’之間的這種關(guān)系意味著，當(dāng)激光束112發(fā)射到在點(diǎn)116’位置的摻雜的密封玻璃板106’上面時(shí)，在該點(diǎn)116’位置密封玻璃板106’對(duì)激光束112的吸收增加，導(dǎo)致了密封玻璃板106’膨脹并形成封條108’。由于摻雜的密封玻璃板106’中熱能吸收的增加，激光束112能在密封玻璃板106’上較快地移動(dòng)，形成封條108’。并且，通過(guò)快速地移動(dòng)激光束112，能有效地將得自形成封條108’的熱量向OLED顯示器100’中OLED 104’的不利的熱傳遞減至最小。并且，在激光器110的操作過(guò)程中不得將OLED 104’加熱到超過(guò)85℃。
由本發(fā)明的一位或多位發(fā)明人進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)敘述如下。基本上，本發(fā)明的發(fā)明人使用了激光器110的不同操作條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將不同類(lèi)型的基板102’連接并結(jié)合到不同類(lèi)型的密封玻璃板106’上。表1中提供了這些例舉的密封玻璃板106’的組成。
表1

*這些組成為例舉的密封玻璃板106’的組成從表1中可以看出，各個(gè)例舉的密封玻璃板106’含有不同類(lèi)型和/或濃度的氧化物如Fe2O3、PbO、CuO、ZnO和SrO。應(yīng)當(dāng)注意，這些氧化物元素中有一些不是過(guò)渡元素，并且有些元素不是用來(lái)增大吸收的。這些實(shí)驗(yàn)中的密封玻璃板106’在近紅外區(qū)域中，尤其是在810nm波長(zhǎng)具有增強(qiáng)的光學(xué)吸收性能。過(guò)渡金屬摻雜物的選擇根據(jù)在激光波長(zhǎng)(在這些實(shí)驗(yàn)中是810nm)處玻璃的吸收性能來(lái)進(jìn)行。選擇摻雜物用以在激光束112的波長(zhǎng)(在這些實(shí)驗(yàn)中是810nm)處發(fā)生光學(xué)吸收。并且，可選擇基板102’，使其在810nm處不吸收光。由于密封玻璃板106’的光學(xué)吸收增強(qiáng)是符合激光器110的特定波長(zhǎng)，激光器110能較快地移動(dòng)以加熱摻雜的密封玻璃板106’，使其能形成封條108’，同時(shí)不會(huì)使OLED 104’過(guò)熱。
不難明白，除了表1中所列的前述組成以外，可以有其它存在的或有待開(kāi)發(fā)的基板102’和摻雜的密封玻璃板106’的組成，但是它們應(yīng)能根據(jù)本發(fā)明互相連接以制造所需的OLED器件100’。
下表2中提供了一些實(shí)驗(yàn)的光學(xué)吸收測(cè)定結(jié)果，以及例舉的基板102’和例舉的摻雜的密封玻璃板106’的物理性能。
表2

*這些組成是例舉的密封玻璃板106’的組成。
**在100和200微米層中的吸收％由方程式I/I0＝exp(-αl)計(jì)算，式中，α是吸收系數(shù)，l是間距。
從表2中可以看出，所需程度的激光能量吸收可通過(guò)下述方式得到(1)選擇要包含在密封玻璃板106’中的具體過(guò)渡金屬，(2)選擇要包含在密封玻璃板106’中過(guò)渡金屬的濃度或量。
實(shí)驗(yàn)#1在該實(shí)驗(yàn)中，使用25瓦的激光器110將810nm連續(xù)波激光束112聚焦通過(guò)基板102’(例如，組成編號(hào)9)到密封玻璃板106’(例如，組成編號(hào)4)上(參見(jiàn)附圖1B)。以1cm/s的速度移動(dòng)激光束112，形成將基板102’連接到密封玻璃板106’上的封條108’。圖3A和3B是使用25瓦激光束112至少部分地互相連接的兩塊基板102’和106’的部分俯視的光學(xué)顯微鏡照片?？梢钥吹?，當(dāng)激光器100的功率設(shè)置為20和25瓦時(shí)，可得到非常好的封條108’。封條108’在圖3A中約250微米寬，在圖3B中約260微米寬。密封玻璃板106’膨脹并在熔融過(guò)程中形成一條細(xì)微部分即脊，這就在基板102’與密封玻璃板106’之間形成了約8微米的縫隙。這一縫隙足以容納約2微米厚的OLED 104’(未示出)。在各個(gè)激光器功率下脊的高度曲線示于圖4中?？梢钥闯觯沟母叨瓤梢詮氖褂?5瓦激光器110時(shí)的大約9微米，到使用25瓦激光器110時(shí)的大約12.5微米。圖5示出了用20瓦激光器形成的脊的高度變化。該脊的高度在其長(zhǎng)度范圍是比較均勻的，因?yàn)槠涓叨茸兓s為+/-250nm。
不幸的是，由于存在明顯的殘余應(yīng)力，在封閉前述兩塊例舉的玻璃板102’和106’(組成編號(hào)4和9)邊緣周?chē)姆鈼l108’時(shí)碰到了問(wèn)題。具體地說(shuō)，如果激光束112通過(guò)密封玻璃板106’(組成編號(hào)4)中已經(jīng)膨脹的區(qū)域，則觀察到開(kāi)裂現(xiàn)象。因此，發(fā)明人決定采用其它玻璃組成來(lái)解決這一封條封閉的問(wèn)題。在實(shí)踐中，發(fā)明人注意到密封玻璃板106和106’(組成編號(hào)4和5)的物理性能(例如，應(yīng)變點(diǎn)和熱膨脹系數(shù))顯示，可減小產(chǎn)生上述問(wèn)題的殘余應(yīng)力。圖6是顯示基板102’(組成編號(hào)9)和兩塊密封玻璃板106’(組成編號(hào)4和5)的熱膨脹曲線圖?？梢钥闯觯?02’(組成編號(hào)9)和密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)之間80ppm的失配應(yīng)變與基板102’(組成編號(hào)9)和密封玻璃板106’(組成編號(hào)4)之間160ppm的失配應(yīng)變相比，明顯要小。因此，當(dāng)使用激光器110將基板102’(1737玻璃基板)連接到密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)上時(shí)，封條108’在其自身交叉90°的情況下就沒(méi)有裂縫存在。而且，由于密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)比密封玻璃板106’(組成編號(hào)4)軟，并含有更多能量吸收的過(guò)渡金屬，所以與用密封玻璃板106’(組成編號(hào)4)進(jìn)行密封所需的激光能量相比，其良好密封所需的激光能量要少50％。
實(shí)驗(yàn)#2為了測(cè)試通過(guò)兩塊板102’和106’之間封條108’的氣體泄漏，制定了一種氦泄漏試驗(yàn)。將中心有個(gè)直徑為3mm孔的50×50×0.7mm基板102’(1737玻璃板)密封到50×50×4mm密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)上(參見(jiàn)圖7中的照片)。使用功率為8.5W，速度為15mm/s的810nm激光器110密封該試樣。在將兩塊板102’和106’密封之后，通過(guò)將真空泵連接到基板102’中的孔來(lái)減小密封的空穴中的壓力。將該密封的區(qū)域抽真空達(dá)到壓力＜50毫托，并且將氦氣噴射到封條108’的外緣四周。使用探測(cè)器測(cè)定氦氣通過(guò)封條108’的泄漏率。可用該裝置測(cè)得的最低氦氣泄漏率為1×10-8cc/s。試驗(yàn)結(jié)果是，氦氣通過(guò)封條108’的泄漏率低于儀器的測(cè)定底限。這表明是個(gè)非常好的封條108’。
實(shí)驗(yàn)#3為了進(jìn)一步測(cè)試通過(guò)實(shí)驗(yàn)#2中的兩塊板102’和106’中的封條108’的氣體泄漏，制定了一種鈣泄漏試驗(yàn)。使用蒸發(fā)工藝，將約31×31×0.0005mm的鈣薄膜沉積到50×50×0.7mm基板102’(1737玻璃板)上。在與實(shí)驗(yàn)#2所述相同的密封條件下，將該板密封到50×50×4mm密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)上。為了顯示密封性能，將互相密封好的兩塊板102’和106’在85℃/85RH的環(huán)境中老化(參見(jiàn)圖8中的照片)。每隔一段時(shí)間肉眼觀察該試樣，確定鈣膜的外觀是否有任何的改變。如果鈣膜沒(méi)有保護(hù)好，它會(huì)與環(huán)境中的濕氣發(fā)生反應(yīng)，并在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)變得透明。在85℃/85RH的環(huán)境中老化2000小時(shí)后，鈣膜的外觀沒(méi)有改變。這表明是個(gè)非常好的封條108’。
實(shí)驗(yàn)#4密封玻璃板106’(組成編號(hào)5)在其組成中含有鉛(PbO)。含鉛的玻璃通常不是優(yōu)選的，因?yàn)榄h(huán)境上的原因。因此，試驗(yàn)了若干無(wú)鉛玻璃組合物。這些密封玻璃板106’(組成編號(hào)6-8)的組成提供在表1中，它們的物理性能示于表2。圖9示出了密封玻璃板106’(組成編號(hào)6-8)和基板102’(1737玻璃)的熱膨脹曲線。所有這幾塊密封玻璃板106’在加熱過(guò)程中顯示了膨脹，以及對(duì)基板102’(1737玻璃)極好的粘合。將密封玻璃板106’(組成編號(hào)7)試樣密封到玻璃基板(1737玻璃)上進(jìn)行鈣試驗(yàn)。此時(shí)用速度為15mm/秒的8.5瓦激光器110進(jìn)行密封。在85℃/85RH的環(huán)境中老化試樣以確定密封性能。即使將試樣暴露在這種嚴(yán)酷的濕氣環(huán)境中超過(guò)1800小時(shí)，鈣膜的外觀也沒(méi)有改變。
實(shí)驗(yàn)#5使用與實(shí)驗(yàn)#4相同的密封條件，用基板102’(1737玻璃)和密封玻璃板106’(組成編號(hào)7)制備四個(gè)測(cè)試試樣。在-40℃至85℃之間對(duì)這些試樣進(jìn)行熱循環(huán)試驗(yàn)。熱循環(huán)過(guò)程中的加熱速率為2℃/分鐘，并且在-40℃至85℃下保持0.5小時(shí)(每次循環(huán)用時(shí)3小時(shí))。即使在400次的熱循環(huán)后，鈣膜的外觀也沒(méi)有改變。這表明密封是非常牢固的。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的密封方法非?？焖?，也可進(jìn)行自動(dòng)操作。例如，密封40×40cm的OLED顯示器100’可費(fèi)時(shí)大約2分鐘。并且，摻雜的密封玻璃板106’可使用浮法玻璃生產(chǎn)法、槽拉法或輥壓法來(lái)制造，因?yàn)椴ＡО宓馁|(zhì)量對(duì)于前沿發(fā)射OLED顯示器100’來(lái)說(shuō)不是很關(guān)鍵的。
參看圖10A和10B，它們是顯示第二個(gè)實(shí)施方式的密封的OLED顯示器100”的基本組成部件的俯視圖和截面?zhèn)纫晥D。OLED顯示器100”包括具有第一基板102”(例如，玻璃板102”)、OLED陣列104”、摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃纖維106”、以及第二基板107”(例如，玻璃板107”)的多層結(jié)構(gòu)，所述過(guò)渡金屬包括，例如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。該OLED顯示器100”具有由密封玻璃纖維106”形成的封條108”，它保護(hù)位于第一基板102”與第二基板107”之間的OLED 104”。封條108”通常恰好位于該OLED顯示器100”的外緣內(nèi)。并且，OLED 104”位于封條108”的周邊之內(nèi)。封條108”是如何由密封玻璃纖維106”用組成部件如激光器110和透鏡114(它們用于形成封條108”)形成的，將結(jié)合方法1100和圖11-12詳細(xì)地描述在下文中。
參看圖11，它是用于制造密封的OLED顯示器100”的優(yōu)選方法1100各步驟的流程圖。從步驟1102開(kāi)始，提供第一基板102”以便能夠制造OLED顯示器100”。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一基板102”是類(lèi)似Corning公司以編號(hào)1737玻璃或Eagle 2000TM玻璃的商品名制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板?；蛘撸谝换?02”可以是類(lèi)似如Asahi Glass公司、Nippon Electric Glass公司、NHTechno和Samsung CorningPrecision Glass公司制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板(例如，Asahi Glass公司的OA10玻璃板板和OA21玻璃板板)的那種透明玻璃板。
在步驟1104中，將OLED 104”和其它電路沉積在第一基板102”上。典型的OLED 104”包括一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)或多個(gè)有機(jī)層、以及一個(gè)陰極。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易明白，任何已知的OLED 104”或今后制造的OLED 104”可用在OLED顯示器100”中。并且，還應(yīng)當(dāng)明白，如果使用本發(fā)明的密封方法不是制造OLED顯示器100”，而是制造玻璃外殼，這一步驟可以省略。
在步驟1106中，提供第二基板107”，以便能夠制造OLED顯示器100”。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，第二基板107”是類(lèi)似Corning公司以編號(hào)1737玻璃或Eagle2000TM玻璃的商品名制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板?；蛘?，第二基板107”可以是類(lèi)似如Asahi Glass公司、Nippon Electric Glass公司、NHTechno和Samsung CorningPrecision Glass公司制造和銷(xiāo)售的透明玻璃板(例如，Asahi Glass公司的OA10玻璃板板和OA21玻璃板板)的那種透明玻璃板。
在步驟1106中，將密封玻璃纖維106”沿第二基板107”的邊緣沉積。在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，密封玻璃纖維106”具有矩形的截面，由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的硅酸鹽玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括，例如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。若干例舉的密封玻璃纖維106”的組成提供在上表1中。
在步驟1108中，將OLED 104”和其它電路置于第一基板102”或第二基板107”上。典型的OLED 104”包括一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)或多個(gè)有機(jī)層、以及一個(gè)陰極。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易明白，任何已知的OLED 104”或今后制造的OLED104”可用在OLED顯示器100”中。
在步驟1110中，使用激光器110(或其它加熱裝置如紅外線燈)加熱密封玻璃纖維106”，使其能軟化形成封條108”(參見(jiàn)圖10B)。封條108”將第一基板102”連接并結(jié)合到第二基板107”上。另外，封條108”通過(guò)防止周?chē)h(huán)境中的氧氣和濕氣進(jìn)入OLED顯示器100”中來(lái)保護(hù)OLED 104”不受周?chē)h(huán)境的影響。如圖10A和10B所示，封條108”通常恰好位于OLED顯示器100”的外緣內(nèi)。
在該優(yōu)選的實(shí)施方式中，步驟1100是使用激光器110發(fā)射激光束112通過(guò)透鏡114(任選的)到第一基板102”上，加熱密封玻璃纖維106”來(lái)進(jìn)行(參見(jiàn)圖10B)。移動(dòng)激光束112，使其有效地加熱并軟化密封玻璃纖維106”，能形成封條108”。并且，封條108”將第一基板102”連接并結(jié)合到第二基板107”上。具體地說(shuō)，激光器110輸出具有一特定波長(zhǎng)(例如，800nm波長(zhǎng))的激光束112，并且密封玻璃纖維106”摻雜了過(guò)渡金屬(例如，釩、鐵、錳、鈷、鎳、鉻和/或釹)以增大其在激光束112的特定波長(zhǎng)下的吸收性能。這一密封玻璃纖維106”的吸收性能的增大意味著，當(dāng)激光束112發(fā)射到密封玻璃纖維106”上時(shí)，從激光束112吸收進(jìn)入密封玻璃纖維106”的熱能增加，這導(dǎo)致了密封玻璃纖維106”軟化并形成封條108”。選擇玻璃基板102”和107”(例如，編號(hào)1737玻璃板102”和107”)，使得它們不從激光器110中吸收太多的熱(即使吸收的話)。因此，基板102”和107”在激光束112的特定波長(zhǎng)下具有較低的吸收性能，這有助于將來(lái)自形成封條108”的熱量向OLED顯示器100”中OLED 104”的不利的熱傳遞減至最小。并且，在密封操作過(guò)程中不應(yīng)將OLED 104”加熱到超過(guò)85℃。圖12是使用以1cm/s的速度移動(dòng)并聚焦在密封玻璃纖維106”(組成編號(hào)4)上大約0.2-0.3mm的點(diǎn)的25瓦激光束112粘結(jié)在一起的兩塊基板102”和107”(組成編號(hào)9或10)的俯視圖的照片。圖12中封條108”的寬度約為100微米。
下面是本發(fā)明的一些不同的優(yōu)點(diǎn)和特征·封條108’和108”具有以下性能·與玻璃基板102’、102”和107”匹配的良好的熱膨脹性能。
·低軟化溫度。
·良好的化學(xué)穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。
·對(duì)玻璃基板102’、102”和107”良好的粘結(jié)性能。
·封條密致，孔隙率非常低。
·摻雜的密封玻璃板106’可以是任何類(lèi)型的具有膨脹能力的玻璃。例如，除了表1中列出的那些玻璃之外，具有膨脹能力的玻璃還包括PyrexTM和Corning編號(hào)7890、7521或7761。除了能膨脹的摻雜的密封玻璃106’和106”以外，也應(yīng)有其它考慮因素來(lái)形成“良好的”封條108’和108”。這些因素包括被密封的兩種玻璃的CTE和粘度的恰當(dāng)匹配。應(yīng)當(dāng)注意，殘余應(yīng)力測(cè)定顯示，較佳的是密封玻璃106’和106”的CTE等于或小于玻璃基板102’、102”和107”的CTE。其它為達(dá)到“良好的”封條108’和108”的因素包括選擇適當(dāng)?shù)臈l件如激光器功率、聚焦、以及密封的速度。
·重要的是要明白，除了編號(hào)1737玻璃板和EAGLE 2000TM玻璃板之外，也可使用本發(fā)明的密封方法將其它類(lèi)型的基板102”和107”互相密封。例如，可使用本發(fā)明的密封方法將例如Asahi Glass公司、Nippon Electric Glass公司、NHTechno和Samsung Corning Precision Glass公司制造的玻璃板102”和107”(例如，AsahiGlass公司的OA10玻璃板和OA21玻璃板)互相密封。
·OLED顯示器100可以是有源OLED顯示器100或無(wú)源OLED顯示器100。
·本發(fā)明的密封玻璃板和密封玻璃纖維可設(shè)計(jì)為吸收除了上述紅外區(qū)域之外其它區(qū)域中的熱量。
·在另一個(gè)實(shí)施方式中，可用在一選定波長(zhǎng)下能強(qiáng)烈吸收激光的材料(例如，硅、過(guò)渡金屬的氧化物和氮化物)的薄層(例如，200-400nm)來(lái)涂覆顯示“膨脹”行為的透明玻璃板。將玻璃基板(例如，編號(hào)1737玻璃板、Eagle 2000TM玻璃板)和該涂覆的玻璃板放置在一起，使得該材料(例如，硅)薄層位于兩塊板之間?？梢砸苿?dòng)激光束通過(guò)該涂覆的玻璃板或玻璃基板來(lái)照射吸收界面從而形成密封。
·除了OLED顯示器以外，本發(fā)明還可應(yīng)用于其它類(lèi)型的光學(xué)器件，包括場(chǎng)致發(fā)射顯示器、等離子顯示器、無(wú)機(jī)EL顯示器、以及必須保護(hù)敏感的薄膜免受環(huán)境影響的其它光學(xué)器件。
雖然本發(fā)明的一些實(shí)施方式已經(jīng)示于附圖中并作了詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明不限于這些公開(kāi)的實(shí)施方式，而是在不偏離前述的以及下述權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神的前提下，進(jìn)行各種組合、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種玻璃外殼，它包括玻璃板；摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃板，其中，所述的摻雜密封玻璃板以使所述的摻雜密封玻璃膨脹并形成將所述玻璃板連接到所述密封玻璃板上的封條的方式加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃外殼，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板是由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造的，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃外殼，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板的軟化溫度低于所述玻璃板的軟化溫度。
4.一種制造密封的玻璃外殼的方法，它包括以下步驟提供玻璃板；提供摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃板；加熱所述的摻雜密封玻璃板的一預(yù)定部分，使得所述預(yù)定部分膨脹并形成將所述玻璃板連接到所述密封玻璃板上的封條。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括使用激光束加熱所述的摻雜密封玻璃板的預(yù)定部分。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板具有在紅外區(qū)域內(nèi)增大的吸收性能，并且所述激光束在所述紅外區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)使得當(dāng)所述激光束與所述的摻雜密封玻璃板互相作用時(shí)，從所述激光束吸收進(jìn)入所述的摻雜密封玻璃板的熱能增加。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板的軟化溫度低于所述玻璃板的軟化溫度。
9.一種玻璃外殼，它包括第一玻璃板；第二玻璃板；摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃纖維，其中，所述的摻雜密封玻璃纖維以使其軟化并形成將所述第一玻璃板連接到所述第二玻璃板上的封條的方式加熱。
10.如權(quán)利要求9所述的玻璃外殼，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維是由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造的，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
11.如權(quán)利要求9所述的玻璃外殼，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維的軟化溫度低于所述第一和第二玻璃板的軟化溫度。
12.一種制造密封的玻璃外殼的方法，它包括以下步驟提供第一玻璃板；提供第二玻璃板；將摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃纖維沉積在所述第二玻璃板上；對(duì)所述的摻雜密封玻璃纖維加熱，使其軟化，形成將所述第一玻璃板連接到所述第二玻璃板上的封條。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括使用激光器發(fā)射激光束加熱所述的摻雜密封玻璃纖維。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維具有在紅外區(qū)域內(nèi)增大的吸收性能，并且所述激光束在所述紅外區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)使得當(dāng)所述激光束與所述的摻雜密封玻璃纖維互相作用時(shí)，從所述激光束吸收進(jìn)入所述的摻雜密封玻璃纖維中的熱能增加。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維的軟化溫度低于所述第一和第二玻璃板的軟化溫度。
17.一種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，它具有至少一個(gè)通過(guò)封條包含在其中的有機(jī)發(fā)光二極管，所述封條是在用激光器加熱密封玻璃，使所述密封玻璃膨脹而形成的，其中，所述密封玻璃摻雜了至少一種過(guò)渡金屬以有效地增加從激光吸收進(jìn)入所述密封玻璃的熱能，這有助于形成所述封條。
18.如權(quán)利要求17所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃是摻雜的密封玻璃板。
19.如權(quán)利要求17所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃是摻雜的密封玻璃纖維。
20.如權(quán)利要求17所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述至少一種過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
21.一種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，它包括基板；至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管；摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃板，其中，所述的摻雜密封玻璃板是以使得所述的摻雜密封玻璃膨脹并形成將所述基板連接到所述密封玻璃板上的封條，并且還保護(hù)位于所述基板與所述密封玻璃板之間的所述至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管的方式加熱的。
22.如權(quán)利要求21所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板是由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造的，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
23.如權(quán)利要求21所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述基板是玻璃基板。
24.如權(quán)利要求21所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板的軟化溫度低于所述基板的軟化溫度。
25.一種制造有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的方法，它包括以下步驟提供基板；將至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管沉積在所述基板上；提供摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃板；加熱所述的摻雜密封玻璃板的一預(yù)定部分，使得所述預(yù)定部分膨脹并形成將所述基板連接到所述密封玻璃板上，并且還保護(hù)位于所述基板與所述密封玻璃板之間的所述至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管的封條。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括使用激光器發(fā)射激光束加熱所述的摻雜密封玻璃板的預(yù)定部分。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板具有在紅外區(qū)域內(nèi)增大的吸收性能，并且所述激光束在所述紅外區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)使得當(dāng)所述激光束與所述的摻雜密封玻璃板互相作用時(shí)，從所述激光束吸收進(jìn)入所述的摻雜密封玻璃板中的熱能增加。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述基板是玻璃基板。
30.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃板的軟化溫度低于所述基板的軟化溫度。
31.一種有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，它包括第一基板；至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管；第二基板；摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃纖維，其中，所述的摻雜密封玻璃纖維是以使得所述的摻雜密封玻璃纖維軟化并形成將所述第一基板連接到所述第二基板上的封條，并且還保護(hù)位于所述第一基板與所述第二基板之間的所述至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管的方式加熱的。
32.如權(quán)利要求31所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維是由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造的，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
33.如權(quán)利要求31所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述第一基板是玻璃基板，所述第二基板是玻璃基板。
34.如權(quán)利要求31所述的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維的軟化溫度低于所述第一和第二基板的軟化溫度。
35.一種制造有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的方法，它包括以下步驟提供第一基板；將至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管沉積在所述第一基板上；提供第二基板；將摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的密封玻璃纖維沉積在所述第二基板上；加熱所述的摻雜密封玻璃纖維，使其軟化，形成將所述第一基板連接到所述第二基板上，并且還保護(hù)位于所述第一基板與所述第二基板之間的所述至少一個(gè)有機(jī)發(fā)光二極管的封條。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括使用激光器發(fā)射激光束加熱所述的摻雜密封玻璃纖維。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維具有在紅外區(qū)域內(nèi)增大的吸收性能，并且所述激光束在所述紅外區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)使得當(dāng)所述激光束與所述的摻雜密封玻璃纖維互相作用時(shí)，從所述激光束吸收進(jìn)入所述的摻雜密封玻璃纖維中的熱能增加。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維由摻雜了至少一種過(guò)渡金屬的多組成部件玻璃制造，所述過(guò)渡金屬包括鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻或釹。
39.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述第一基板是玻璃基板，所述第二基板是玻璃基板。
40.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述的摻雜密封玻璃纖維的軟化溫度低于所述第一和第二基板的軟化溫度。
41.一種玻璃外殼，它包括第一玻璃板；涂覆了在一特定波長(zhǎng)具有增大的吸收性能的材料的第二玻璃板，其中，所述材料是由在所述特定波長(zhǎng)操作的加熱裝置，以使得所述材料膨脹并形成將所述第一玻璃板連接到所述第二玻璃板上的封條的方式加熱的。
42.如權(quán)利要求41所述的玻璃外殼，其特征在于，所述材料包括硅、鉻、鎳、或者過(guò)渡金屬的氧化物和氮化物。
全文摘要
本文中使用OLED顯示器作為例子描述了密封玻璃外殼以及制造該密封玻璃外殼的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該密封玻璃外殼通過(guò)提供第一基板和第二基板來(lái)制造。所述第二基板含有至少一種過(guò)渡金屬如鐵、銅、釩、錳、鈷、鎳、鉻和/或釹。將需要保護(hù)的敏感薄膜器件沉積在所述第一基板上。然后，使用激光器加熱摻雜的第二基板，以使其一部分膨脹并形成將第一基板連接到第二基板上，并且也保護(hù)了所述薄膜器件的封條。所述第二基板摻雜了至少一種過(guò)渡金屬，使得當(dāng)激光與其互相作用時(shí)，所述第二基板從激光中吸收了光能，導(dǎo)致封條的形成，同時(shí)避免了對(duì)薄膜器件的熱損害。本文中還描述了密封的玻璃外殼以及制造該密封的玻璃外殼的方法的另一個(gè)實(shí)施方式。
文檔編號(hào)H01L51/00GK1798708SQ200480015333
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者K·P·雷迪, J·F·施羅德, A·斯特列利佐夫, M·L·波利, R·M·莫倫納 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司