專利名稱：用來密封玻璃封套的掩模和方法
用來密封玻璃封套的掩模和方法優(yōu)先權本申請要求2008年6月11日提交的題為“用來密封玻璃封套的掩模和方法(Mask and Method For Sealing A Glass Envelope) ” 的美國專利申請第 12/157，515 號的優(yōu)先 權。
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及用于激光密封玻璃封套的掩模和方法，所述玻璃封套包括例如玻璃料 密封的平坦OLED顯示器面板。
背景技術：
近年來，有機發(fā)光二極管(OLED)由于能夠在很多種電致放光器件中應用或者有 可能應用，成為大量研究的對象。例如，可以在不連續(xù)發(fā)光器件中使用單個0LED，或者可以 在照明應用或者平板顯示器應用(例如OLED顯示)中使用OLED的陣列。特別是已知OLED 平板顯示器亮度很高，具有良好的色彩對比度和寬視角。但是，OLED顯示器，特別是位于其 中的電極和有機層容易由于與從周圍環(huán)境滲入該OLED顯示器的氧氣和濕氣相互作用而發(fā) 生降解。眾所周知，如果對位于OLED顯示器中的電極和有機層進行氣密密封，使其免受周 圍環(huán)境的影響，則對環(huán)境敏感的OLED顯示器的壽命會顯著延長。不幸的是，在過去，人們很 難開發(fā)出對OLED顯示器進行氣密密封的密封方法。由于OLED材料對溫度敏感，如果將其 加熱致約高于100-120°C的溫度，則所述OLED材料將會受到破壞，因此氣密密封對環(huán)境敏 感的器件(例如0LED)是很復雜的。一種對位于覆蓋玻璃和基板玻璃之間的對溫度敏感的OLED器件進行密封的方法 是在所述覆蓋玻璃和基板玻璃之間設置一條包圍所述OLED器件的低溫玻璃料的線條，所 述低溫玻璃料中摻雜了對特定波長的光具有高吸收性的材料。例如，使用高功率激光或其 它的輻射源對玻璃料進行加熱，使其熔融，從而使得玻璃料熔化，而在OLED器件周圍形成 氣密密封。當玻璃料線條冷卻的時候，該玻璃料線條會變硬，將覆蓋玻璃與基板玻璃連接， 在OLED器件周圍形成氣密密封。使用高功率激光能夠對玻璃料進行快速的局部加熱，而不 會使得與包圍OLED器件的玻璃料線條或壁緊鄰的對溫度敏感的OLED材料進行過度加熱。 所述玻璃料線條或壁的寬度通常約為0. 5-1毫米，厚度或高度約為6-100微米，但是在一些 情況下，其寬度可以約等于或大于1. 5毫米。已知通過用具有高斯分布的激光束進行輻照，用玻璃料密封OLED器件。由于激光 束的分布曲線，在玻璃料線條的橫截面上產生的熱分布是有梯度的，在玻璃料線條中心處 為峰值溫度。在激光密封過程中，玻璃料內的峰值溫度可以高達約600°C。該峰值溫度會導 致位于玻璃料和背面之間的材料內發(fā)生不良的變化，例如使得引線材料熔化，使得引線材 料與背面分離，或者背面材料中任意其它的熱引發(fā)的變化。在本領域中，人們需要一種有效 而高產率(例如低的缺陷密封率)激光玻璃料密封法，用來對環(huán)境敏感、并且還對升高的溫度敏感的器件(例如對周圍環(huán)境中的氧氣、水分或其它元素敏感的器件)，例如0LED，進行 氣密密封，同時避免對位于玻璃料壁之內的器件以及位于玻璃料和背面之間的其它背面材 料造成熱損壞。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個實施方式中，揭示了一種方法，該方法包括提供被至少一個玻璃 料壁分隔的第一基板和第二基板，以及設置在所述第一基板和第二基板之間的至少一個顯 示元件，使得激光束通過掩模，透過所述第一或第二基板照射在所述至少一個玻璃料壁上， 使得所述激光束沿著所述壁的長度移動，加熱所述玻璃料，并使所述第一基板和第二基板 密封。在本發(fā)明的另一個實施方式中，提供了一種對溫度和環(huán)境敏感元件進行包封的方 法，該方法包括以下步驟提供第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板被至少一個 玻璃料壁分隔，所述玻璃料壁具有在第一基板和第二基板之間延伸的高度以及寬度，還提 供至少一個對溫度和環(huán)境敏感的元件，該元件設置在所述第一和第二基板之間，并被所述 玻璃料壁圍著；提供激光器，該激光器產生激光束，所述激光束具有大體圓形的激光束輪 廓，該輪廓的直徑大于所述玻璃料壁的寬度；提供用來阻擋所述激光束的不透明掩模，所述 掩模具有在所述不透明材料中的具有長度和寬度的基本透明的細長的透射開口或區(qū)域，以 使得激光束的細長部分能夠通過所述掩模，所述透射開口的寬度基本等于所述玻璃料壁的 寬度，還包括不透明材料條，該不透明材料條大致沿著所述細長透射開口的縱向中心線延 伸，以阻擋所述激光束的細長部分的中間部分；將所述掩模設置在所述激光器和所述第一 基板或第二基板之間，同時使得所述細長的透射開口與所述玻璃料壁對準；將所述激光束 投射通過所述掩模中的透射開口，由此使得激光束的透射部分照射在所述玻璃料壁上，使 得玻璃料壁熔化，同時不會對所述元件造成過度加熱和損壞，從而將所述第一和第二基板 連接，將基板之間的元件氣密密封。所述玻璃料壁可以包括圍繞元件的閉合框，所述透射開口以相應尺寸和形狀的閉 合框的形式形成。所述方法可以包括使得以下⑴和(ii)之間產生相對運動，從而使得激光束的透 射部分沿著玻璃料壁移動的步驟(i)第一和第二基板，以及(ii)激光束和掩模。所述方法可以包括使得以下⑴和(ii)之間產生相對運動，從而使得激光束的透 射部分沿著玻璃料壁移動的步驟(i)第一和第二基板以及掩模，以及(ii)激光束。所述激光束可以以約大于10毫米/秒、或者約大于30毫米/秒的速度在玻璃料 壁上通過。可以通過用至少一個移動的反射器來反射激光束而使激光束相對于玻璃料壁移 動。所述玻璃料壁的高度可以為10-30微米。所述掩?？梢跃哂蟹瓷浔砻婊蛭毡砻?。激光束的光點直徑可以約大于玻璃料壁寬度的兩倍。本發(fā)明還提供了一種用來對位于第一基板和第二基板之間的對溫度和環(huán)境敏感 的元件進行激光密封的掩模，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔，所述玻 璃料壁具有在所述第一和第二基板之間延伸的高度和寬度，至少一個對溫度和環(huán)境敏感的元件設置在所述第一和第二基板之間，并被所述玻璃料壁圍著。所述掩?？梢园ú煌该?的掩模，其包括位于所述不透明材料中的具有長度和寬度的基本透明的細長的透射開口或 區(qū)域，所述透射開口的寬度基本等于所述玻璃料壁的寬度，還包括大致沿著所述細長的透 射開口的縱向中心線延伸的不透明材料條，從而當所述掩模設置在激光器與第一基板或第 二基板之間、并且使得細長的透射開口的長度與玻璃料壁對準的時候，位于激光器與第一 或第二基板之間的所述掩模的不透明部分阻擋部分的激光束，所述透明的透射開口允許一 部分激光束通過所述掩模，照射在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，從而將所述第一和第二 基板連接，使位于基板之間的元件氣密密封，其中所述激光器發(fā)射出大體為圓形的光束，該 光束的直徑大于所述玻璃料壁的寬度。所述細長的透射開口以及不透明材料條可以為大體橢圓形或狹縫形狀。本發(fā)明還提供了一種用來對位于第一基板和第二基板之間的對溫度和環(huán)境敏感 的元件進行激光密封的系統(tǒng)，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔，所述玻 璃料壁具有在所述第一和第二基板之間延伸的高度和寬度，至少一個對溫度和環(huán)境敏感的 元件設置在所述第一和第二基板之間，并被所述玻璃料壁圍著。所述系統(tǒng)可以包括工作臺， 第一基板和第二基板承載在所述工作臺上，所述第一基板和第二基板之間設置有至少一個 對溫度和環(huán)境敏感的元件，所述元件被玻璃料壁圍著；激光器，其產生激光束，所述激光束 具有大體圓形的光束輪廓，所述光束輪廓的直徑大于所述玻璃料壁的寬度；不透明的掩模， 其位于所述激光器和所述第一或第二基板之間，以阻擋一部分的激光束，所述掩模包括在 不透明材料中的基本透明的細長透射開口或區(qū)域，所述透明的細長透射開口具有長度和寬 度，以使得激光束的細長部分通過所述掩模，所述透射開口的寬度基本等于所述玻璃料壁 的寬度，還包括大致沿著所述細長的透射開口的縱向中心線延伸的不透明材料條，用來阻 擋所述激光束的細長部分的中間部分，所述掩模的取向使得所述細長的透射開口與玻璃料 壁對準；以及支架，所述激光器安裝在支架上，以使激光束投射通過掩模內的透射開口，由 此使得激光束的透射部分照射在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，同時避免對所述元件造 成過度加熱和損壞，從而將第一和第二基板連接，使基板之間的元件氣密密封。所述細長的透射開口以及該不透明材料條可以為大體橢圓形或狹縫形狀。所述系統(tǒng)可以包括運動控制機構，該運動控制機構與所述支架和工作臺中的至少 一個操作連接，由此使得工作臺和支架之間產生相對運動，從而使得激光束的透射部分在 所述玻璃料壁上通過，使得玻璃料壁熔化，同時不會對所述元件造成過度加熱和損壞，從而 將第一和第二基板連接，使基板之間的元件氣密密封。所述玻璃料壁可以包括圍繞所述元件的閉合框，所述透射開口以相應的尺寸和形 狀的框的形式形成，使得所述掩模相對于工作臺保持固定，同時所述透射開口與玻璃料壁 對準。所述運動控制機構可以與支架操作連接，以使支架相對于支架移動，或者與工作 臺相連，以使得工作臺相對于支架移動?？梢允沟醚谀Ｏ鄬τ诩す馄鞅３止潭?，同時所述透射開口與玻璃料壁對準可以將 運動控制機構與工作臺操作相連，用來使得支架相對于工作臺移動。在本發(fā)明的其它實施方式中，可以將多個顯示器元件設置在所述第一和第二基板 之間。所述激光束優(yōu)選通過掩模，該掩模包括狹縫形狀的透明區(qū)域，和沿著所述狹縫的中央設置的不透明的掩模材料條。所述掩模可以由具有吸收表面或反射表面的材料形成。所述 激光束優(yōu)選以約大于10毫米/秒、約大于30毫米/秒或約大于50毫米/秒的速度在玻璃 料上通過。所述通過的操作可以通過用至少一個電鍍鏡反射激光束來完成。參見附圖，通過以不包含限制的任何方式給出的說明性描述能夠更容易理解本發(fā) 明，同時更清楚地了解本發(fā)明的其它目的、特征、細節(jié)和優(yōu)點。預期所有這些另外的系統(tǒng)、方 法特征和優(yōu)點都包括在該描述之內，包括在本發(fā)明的范圍之內，并受到所附權利要求書的 保護。附圖簡要說明

圖1是根據本發(fā)明的實施方式的顯示器件的截面?zhèn)纫晥D。圖2是根據本發(fā)明的實施方式的第一基板以及沉積在第一基板上的玻璃料的截 面?zhèn)纫晥D。圖3是圖2的第一基板的頂視圖，顯示了以框的形狀沉積的玻璃料；圖4是顯示器的部分截面?zhèn)纫晥D，所述顯示器包括顯示元件和沉積在其上的電 極，其中顯示了根據本發(fā)明的實施方式，在密封操作過程中，激光器、激光束和掩模的位 置；圖5是圖4的掩模以及一部分玻璃料的部分頂視圖；圖6是當用具有根據本發(fā)明的中間掩蔽條的掩模進行密封以及用沒有根據本發(fā) 明的中間掩蔽條的掩模進行密封的時候，在玻璃料線條上形成的溫度分布圖；圖7是用來對多個OLED顯示器件進行密封的本發(fā)明的掩模的頂視圖，該掩模包括 多個具有中央掩蔽條的透明區(qū)域；以及圖8是如圖4的部分截面?zhèn)纫晥D，其中使用鏡子使得激光束沿著玻璃料移動。發(fā)明詳述在以下的詳述中，為了說明而非限制，給出了說明具體細節(jié)的示例性實施方式，以 提供對本發(fā)明的充分理解。但是，對于本領域普通技術人員顯而易見的是，在從本說明書獲 益后，可以以不同于本文詳述的其它實施方式實施本發(fā)明。另外，本文會省去對于眾所周知 的器件、方法和材料的描述，而不會使得本發(fā)明的描述難理解。最后，在任何適用的情況下， 相同的編號表示相同的元件。盡管下文關于制造氣密密封的OLED顯示器描述了本發(fā)明的密封技術，但是應當 理解，可以將相同的或類似的密封技術用于在很多用途和器件中進行兩塊玻璃板的互相密 封，特別是對位于兩塊玻璃板之間的對溫度和/或環(huán)境或水分敏感的器件進行密封。因此， 本發(fā)明的密封技術不應限于某一種方式，不應限于OLED器件的密封，除非象所附的權利要 求書中這樣有明確的限定。參見圖1，圖中顯示了根據本發(fā)明的實施方式的氣密密封的有機發(fā)光二極管 (OLED)顯示器件的截面?zhèn)纫晥D，其總體用編號10表示，其包括第一基板12，玻璃料14，第二 基板16，至少一個OLED元件18和至少一個與所述OLED元件電接觸的電極20。通常，OLED 元件18與陽極電極和陰極電極電接觸。在本文中，圖1中的電極20表示任一種電極。盡 管為了簡化起見，圖中僅僅顯示了單個OLED元件，但是顯示器件10可以包括設置在其中的 許多個OLED元件以及與所述OLED元件電接觸的許多電極。常規(guī)的OLED元件18包括一個 或多個有機層(未示出)以及陽極/陰極電極。但是，本領域技術人員可以很容易地理解，任何已知的OLED元件18或者未來的OLED元件18均可用于顯示器件10中。另外，應當理 解，可以沉積另一類型的薄膜器件來代替OLED元件18。例如，可以使用本發(fā)明對薄膜傳感 器，MEM器件，光伏器件或其它對水分或環(huán)境敏感的器件或材料進行密封。在一個優(yōu)選的實施方式中，第一基板12是一個透明的玻璃板，例如康寧有限公 司(Corning Incorporated)制造和銷售的商品名Code 1737玻璃或Eagle 2000 玻 璃?；蛘?，第一基板12可以是任何透明的玻璃板，例如以下公司生產和銷售的產品旭硝 子公司(Asahi Glass Co.)(例如OAlO玻璃和0A21玻璃)，日本電氣玻璃公司(Nippon Electric Glass Co. )，NH技術公司(NHTechno)，三星康寧精密玻璃公司(Samsung Corning Precision Glass Co.)，鈉鈣基玻璃以及其它的玻璃，例如康寧的0211。第二基板16可以 是與第一基板12相同的玻璃基板，或者第二基板16可以是不透明的基板。如圖2-3所示，在將第一基板12和第二基板16密封之前，通常是以玻璃料糊料的 線條或壁的形式將玻璃料14沉積在第一基板12上，所述玻璃料糊料包含玻璃粉末，粘合劑 (通常是有機的)和/或液體載體。可以通過絲網印刷或者可編程鋼筆分配機器人將玻璃 料14施加于第一基板12，在第一基板12上提供玻璃料的圖案。例如，玻璃料14可以置于 與第一基板12的自由邊緣13相距大約1毫米的位置，通常以閉合的框或壁的形狀沉積。設 定所述玻璃料的框或壁的尺寸，將其設置在所述第一基板上，使得當將所述第一基板置于 第二基板(在所述第二基板上形成有OLED顯示器件)上的時候，所述玻璃料14的框或壁 圍繞所述OLED顯示器件18。在一個實施方式中，玻璃料14是低溫玻璃料，其在預定的波長具有很大的光吸收 性，所述預定的波長與密封工藝使用的激光的工作波長匹配或基本匹配。例如，玻璃料14 可以包含選自下組的一種或多種光吸收性離子例如鐵、銅、釩、釹以及它們的組合。玻璃料 14還可以包含填料(例如轉換填料或添加填料)，所述填料改變所述玻璃料14的熱膨脹系 數，使其熱膨脹系數與基板12和16的熱膨脹系數匹配或基本匹配。關于可以用于本申請 的示例性的玻璃料組合物的更詳細描述，可參見共同擁有的題為“用玻璃料氣密密封的玻 璃封裝及其制造方法(Glass Package that is Hermetically Sealed with a Frit and Method of Fabrication)”的美國專利第6，998，776號，其內容參考結合于此。還可以在將第一基板12與第二基板16密封之前，對玻璃料14進行預燒結。為了 完成這一點，可以將其上設置有玻璃料圖案的第一基板12放入加熱爐內，在一定溫度下對 玻璃料14進行“燒制”，或者使其固結，所述溫度取決于玻璃料的組成。在預燒結過程中，從 玻璃料中燒掉其中包含的有機粘合劑材料。在玻璃料14預燒結之后，如果需要，可以對其進行研磨，使得沿玻璃料線條的高 度變化不超過大約2-4微米，通常目標高度h為10微米至大于30微米，這取決于器件10的 應用；但是通常更優(yōu)選高度h約為12-20微米。如果高度變化更大，則當將基板12和基板 16結合的時候可能在玻璃料和基板16之間形成的間隙，就可能在激光密封過程中在玻璃 料14熔融時不閉合，或者所述間隙會引入應力，會使得基板出現(xiàn)裂紋，特別是在玻璃料和/ 或基板的冷卻過程中。玻璃料高度h足夠厚，但是并非過厚，允許從第一基板12的背面進 行基板密封。如果玻璃料14過薄，則沒有留下足夠的材料來吸收激光輻射，導致破壞。如 果玻璃料14過厚，則其能夠在第一表面吸收足夠的能量使其熔化，但是會阻止使玻璃料熔 化所需的必需能量到達第二基板16附近的玻璃料區(qū)域。這通常會導致兩個玻璃基板較差的或者質量不均的結合。如果對預燒結的玻璃料14進行研磨，第一基板12可以通過溫和的超聲波清潔環(huán) 境，除去任何至此積累的碎屑。此處所用的常規(guī)的溶液可以比通常用來對裸露的顯示器玻 璃進行清潔的溶液溫和得多，而不會損壞或移除玻璃料。在清潔過程中，可以保持低溫，以 避免沉積的玻璃料14發(fā)生退化。進行清潔之后，可以進行最終加工步驟以除去殘余的水分?？梢詫⒃擃A燒結的第 一基板12放入真空烘箱中，在100或300°C、氮氣氣氛的條件下處理6個小時或者更久。將 預燒結的第一基板12從烘箱中取出，然后放入清潔干燥的環(huán)境中，以便在密封過程之前， 阻止碎屑和水分累積在預燒結的基板上。所述密封過程包括將具有玻璃料14的第一基板12放置在第二基板16頂上，在第 二基板16上按照以下這樣一種方式沉積有一個或多個0LED18以及一個或多個電極20 使 得所述玻璃料14、所述一個或多個0LED18以及電極20被夾在兩個基板12和16之間，同時 玻璃料壁14圍繞所述0LED。在密封過程中，可以對基板12和基板16施加輕微的壓力，使 它們保持接觸。如圖4所示，激光器22投射激光束Ma-c，通過第一基板12，照射在玻璃料 14上，加熱玻璃料14，使得玻璃料14熔化，形成將基板12與基板16連接和結合的氣密密 封。所述氣密密封還可以防止周圍環(huán)境中的氧氣和水分進入OLED顯示器10中，從而保護 OLED18。例如可以將激光束Ma-C散焦，使得玻璃料14內的溫度梯度更平緩。應當注意， 如果梯度過陡(聚焦過密)，OLED顯示器10可能會產生裂紋，隨后破壞。玻璃料14在熔化 之前和之后通常需要升溫和冷卻階段。另外，預燒結的第一基板應當儲存在惰性氣氛中，以 防止在熔化之前發(fā)生O2和H2O的重新吸附。所述激光器22 (或激光束Ma-c)相對于玻璃 料圖案的移動速度可以約為0. 5毫米/秒至高達300毫米/秒，但是更通常速度為30-40 毫米/秒，或50毫米/秒。必需的激光束的功率可以根據玻璃料14的吸光系數α和厚度 h變化。如果在玻璃料14下方(玻璃料14和基板16之間)設置反射層或吸收層，如用于 制造電極的材料也會對必需的功率造成影響，激光束Ma-c在玻璃料上通過的速度也會對 必需的功率造成影響。另外，玻璃料14的組成、均勻性和填料粒度可以變化。這也會對玻 璃料吸收照射的激光束Ma-c的光能造成負面影響。當激光束Ma-c在玻璃料14上方通 過的時候，玻璃料14會熔化，將基板12和16互相密封。由所述玻璃料密封造成的基板12 和16之間的間隙形成了用于基板之間OLED元件18的氣密的囊袋或封套。應當注意的是， 如果第二基板16在密封波長下是透明的，可以通過第二基板16進行密封，在此情況下，應 當將第二基板放置在第一基板的頂上。還可以同時通過基板12和16進行密封。應當對顯示器件10進行冷卻，使得在剛密封的基板和玻璃料冷卻過程中，器件 10(例如玻璃料14以及基板12和16)不會經受過高的應力。除非進行適當的冷卻，否則這 些應力會導致基板之間存在較弱的結合，影響該結合的氣密性。通過一個基板照射在玻璃料14上的激光束Ma-c在徑向截面上通常具有基本圓 形的光束形狀，還具有高斯光束強度分布圖。因此，照射在玻璃料上的光束通常為圓點，光 束直徑上的強度分布隨著與光束中心軸的距離增大而減小，在光束中心軸處或其附近具有 峰值強度。在常規(guī)密封方法中選擇的光點的直徑2ω (其中ω是與光束軸的距離，在此距 離處，光束的強度是最大光束強度的Ι/e2)通常約等于或小于玻璃料的寬度——約為0. 5-1毫米。然而，對于快速的密封速度，例如約大于10毫米/秒的密封速度，激光點直徑約小于 1毫米可能導致玻璃料/基板快速加熱，當光點離開玻璃料上的特定點的時候，可能會導致 玻璃料/基板快速冷卻，而人們需要的是較慢的加熱和冷卻，這時會導致玻璃料/基板的退 火。作為一般的規(guī)則，較快的密封速度是合乎需要的。首先，可以提高工藝生產量。其 次，在較快的密封速度下，激光器功率可以接受的變化較大。另一方面，光點直徑增大緩和 了快速的冷卻，會導致夾在基板之間的相鄰的OLED元件的加熱。當使用具有增大的光點直 徑(大于玻璃料的寬度)的激光束的時候，為了克服這一缺點，可以根據情況將掩模放置在 激光器與第一或第二基板之間，使得激光束投射通過掩模。通過這種方式，一部分放大的光 點尺寸被遮蔽，防止對除了玻璃料以外的一部分器件10 (例如OLED元件18)進行加熱。可以使用的光點直徑約大于第一和第二基板12、16之間的玻璃料線條的寬度的 兩倍，在光點直徑上的光束強度分布隨著與光束中心軸的距離增大而減小。例如，光束可以 具有基本高斯強度分布形狀，但是可以具有其它的形狀，例如三角形。當激光束Ma-c沿著 玻璃料線條14移動的時候，激光束的光束強度梯度使得玻璃料14相對平緩地加熱和冷卻， 從而降低了玻璃料中的溫度梯度，減小了不良的玻璃料裂紋的可能性。圖4和圖5顯示了根據本發(fā)明實施方式的掩模32，其設置在第一基板上方。設置 掩模32，使得掩模的透明或開口部分34a，b位于基板之間的玻璃料線條14之上。圖5顯 示一部分掩模32的放大圖，所述掩模32包括開口或基本透明的透射區(qū)域或窗口 34，該區(qū)域 的寬度Wt近似等于或取決于掩模和第一基板12之間的距離，比玻璃料線條Wf的寬度寬，所 述掩模32還包括不透明的非透射區(qū)域36。本發(fā)明一個實施方式的掩模包括在開口透射區(qū) 域34中央的寬度為Ws的掩?；蚱渌牧系牟煌该骰蚍峭干湔瓧l35。所述掩模窄條35阻 擋了激光束Ma-c的中間部分Mb，將激光束分成兩個獨立的光束2 和Mc，這兩個光束 通過剩余的開口透射區(qū)域3 和34b，它們具有獨立的強度峰。認為所述掩模窄條的寬度不取決于進行熔化的玻璃料線條的寬度。已經發(fā)現(xiàn)具有 以下所述的寬度Ws的掩模條能夠很好地進行操作約小于100微米，或者約為50-80微米， 或者約為50微米。所述掩模的邊緣應當與玻璃料線條14的邊緣齊平，或者超出玻璃料線 條的邊緣(特別是玻璃料線條的內邊緣)不大于約50微米，否則引線或OLED材料損壞的 風險會提高。所述掩模窄條35阻擋激光束Ma-c的中間部分Mb，因此阻擋了具有最高光束強 度的激光束部分。激光束的兩個剩余部分2 和2 的光束強度峰在所述掩模窄條的各側 隔開，其峰值強度低于激光束被阻擋的中間部分。因此，在玻璃料線條上產生了更均勻更平 坦的光束強度分布，具有更低的峰值光束強度，這樣在玻璃料線條上獲得更均勻的熱(溫 度)分布，同時在激光密封過程中，在玻璃料中產生更低的峰值溫度。在圖6中，曲線A表 示當使用沒有根據本發(fā)明的中央掩模窄條的掩模進行密封的情況下，玻璃料上大致的溫度 分布，曲線B表示當使用根據本發(fā)明的具有中央掩模窄條的掩模進行密封的時候，玻璃料 上大致的溫度分布。從圖6可以看到，當使用根據本發(fā)明的具有掩模窄條的掩模進行密封 的時候，玻璃料線條上的總體溫度梯度以及總體峰值溫度都降低。玻璃料線條上更均勻的溫度分布還能夠使得玻璃料更均勻地熔化，由此可以使得 玻璃料線條上的玻璃料能更完全地熔化，而不會超過不良的峰值玻璃料溫度，所述不良的峰值玻璃料溫度會對位于玻璃料14附近或下方的引線、OLED或其它器件材料造成損壞。使 用本發(fā)明的掩模能夠在玻璃料線條上完成更完全的熔化，因此可以在玻璃料線條的寬度上 形成比用現(xiàn)有技術的掩模設計能實現(xiàn)的更寬的有效的密封，由此提高“好的”密封的產率， 形成更牢固、更強、更耐久的密封。當使用沒有根據本發(fā)明的掩模窄條的掩模的時候，發(fā)現(xiàn) 難以在不對引線或其它背面材料過度加熱的情況下實現(xiàn)有效的密封寬度，所述有效的密封 寬度大于玻璃料線條寬度的70%。當將使用根據本發(fā)明的具有中央掩模條35的掩模密封 與沒有中央掩模條35的掩模密封相比的時候，本發(fā)明可以使有效密封寬度提高10-15%。 通過保持較低的峰值溫度還可以減少以下現(xiàn)象的發(fā)生引線材料彎曲，引線材料與背面分 離，以及由于玻璃料中過高的加熱和/或溫度產生的其它不利影響?；蛘呖梢允褂枚鄠€掩模窄條(圖中未顯示)。例如，在掩模32的開口透射區(qū)域34 可以具有兩個、三個或更多個平行的掩模窄條(圖中未顯示)。所述的掩模窄條可以具有 各種寬度。例如，可以使用較寬的中央掩模窄條，在此中央掩模條的各側具有較窄的掩模窄 條。或者，較為靠近框中央或者靠近開口透射區(qū)域中央的掩模窄條可以較寬或較窄，或者單 獨的掩模窄條可以偏離開口透射區(qū)域內的中央，例如更靠近或更遠離框的中央。然后激光束Ma-c在箭頭37所示的縱向(如圖5所示)沿著所述透射區(qū)域，并因 此在玻璃料線條14上方掃描，加熱所述玻璃料，對基板進行氣密密封。光束點38在寬度方 向上，在玻璃料14的任一側被不透明區(qū)域36阻擋(如光點38的虛線部分以及箭頭39所 示)，以及沿著玻璃料線條的中央被不透明的掩模窄條35阻擋，而在縱向未被阻擋，通過剩 余的開口透射區(qū)域3 和34b。因為光束(和光點)優(yōu)選具有圓形對稱的強度分布，縱向的 強度分布未被阻擋，沿著玻璃料長度的未被阻擋的強度的直線上升和拖尾(由于相對于光 束移動方向在光束前部光束強度分布增大以及在光束后部光束強度分布減小)使得玻璃 料能夠較慢地加熱和冷卻。另一方面，如上文所討論，所述通過透明區(qū)域3 和34b并照射 在玻璃料上的光束的部分Ma和2 在玻璃料的寬度上(即與光束在玻璃料上方通過時的 方向正交的方向)具有較恒定(平坦的)強度分布，特別是當這些光束結合的時候，因此為 玻璃料14提供相對均勻的加熱。掩模32可以是吸收性或反射性的。但是優(yōu)選的是反射型掩模，因為吸收性掩模會 被激光束充分加熱，使與玻璃料相鄰的敏感的OLED元件損壞。如上文所討論，根據本發(fā)明的實施方式用作密封光束的激光束M可以是非聚焦 的，或者故意散焦的。通過使光束散焦，使得光束焦點未落在玻璃料上，此種做法可以與減 小縱向(相對于玻璃料線條)的強度分布結合使用，以提高玻璃料和/或基板的冷卻。當 對寬度1毫米的玻璃料線條14進行密封的時候，照射在玻璃料上的激光點的直徑可以約大 于1.8毫米。在另一個實施方式中，掩?？梢耘c激光器連接，或者鄰近激光器，當掩模與激光器 一起在玻璃料線條14上移動的時候，激光器產生的激光束通過掩模。在這樣的實施方式 中，所述掩模可以是圓形的孔，在其中心具有掩模材料的點，以阻擋所述激光束的峰?；蛘?， 如前文所述，為了保持更平緩的玻璃料直線升溫和直線降溫，所述孔可以是細長的橢圓形， 在中心具有掩模材料的細長的橢圓點，或者所述掩?？梢跃哂歇M縫形狀的透射區(qū)域，在其 中具有掩模材料窄條。但是，當激光器經過沉積在基板12上的框形玻璃料的角的時候，細 長的或狹縫狀的孔或透明區(qū)域需要旋轉掩模，以保持細長的透射區(qū)域的長度與玻璃料壁對準?；蛘?，可以用支架固定掩模，所述支架相對于固定所述器件10的工作臺或平臺保持固 定?；蛘咚鲅谀？梢灾苯臃旁谄骷?0的頂上，甚至形成于第一基板42或第二基板43上， 如果需要，可以以后除去。在此實施方式或之前的實施方式中，可以通過使器件10相對于激光束移動，或者 使激光束相對于器件移動(由此使得激光束相對于器件移動)，從而實現(xiàn)器件10和激光束 24a-c之間的相對運動。例如，可以將激光器或器件安裝在能夠在x_y平面內移動的平臺、 工作臺或臺板上。例如，所述平臺可以是直線電動機平臺，可以通過計算機對其移動進行控 制。如前文所述，所述掩?？梢耘c激光器或器件安裝在一起，與激光器一起移動，或者與激 光器一起保持固定。或者，所述器件和激光器可以保持固定，通過使光束Ma-c從激光器射 向一個或多個可移動的反射器(鏡子)48 (用電流計控制(移動))，使得光束相對于器件移 動(如圖8所示)。與器件或激光器的慣性相比，所述使用電流計定位的鏡子的慣性小，使 得激光束能夠以很快的速度在玻璃料14上方通過。本領域已知，通過使用合適的透鏡技術 (例如遠心透鏡)，當玻璃料與激光器之間的距離變化的時候，玻璃料上可以有恒定的光點 直徑。所述掩模36可以通過半導體器件制造領域或其它領域眾所周知的任何已知方式 形成。例如，可以通過在透明的玻璃基板的頂上濺射鍍層，從而形成掩模32，使得掩模的鍍 覆部分能夠反射或吸收來自激光器的光，一部分照射的光束通過掩模中的一個或多個未鍍 覆的透明玻璃部分34透射。較佳的是，所述掩模的透明部分與玻璃料線條14 一致。例如， 如果玻璃料線條14為框的形狀，則希望掩模的透明部分具有類似的形狀和尺寸。如果將多 個獨立的框狀的玻璃料壁設置在基板上，則優(yōu)選所述掩模具有多個獨立的透明區(qū)域34的 相應的陣列。圖7種顯示了這樣的掩模?；蛘呖梢酝ㄟ^使用分配玻璃料壁14所用的相同設備的工藝，制造本發(fā)明的反射 掩模。這樣的掩模工藝可以包括以下工藝步驟。首先，確定所需的掩模設計，例如開口透射 區(qū)域或窗口 3 和34b所需的圖案。在玻璃基板上分配玻璃料圖案，該圖案與所需的開口 透射區(qū)域或窗口 3 和34b相對應，使得玻璃料空氣干燥。將合適厚度的鋁層或其它合適 材料層沉積在玻璃基板上。然后在之前沉積的層上沉積合適厚度的銅層或其它合適的反射 材料層。使用合適的溶劑和實驗室擦拭法慢慢地除去玻璃料，從而與玻璃料一起除去鋁和 銅層，形成通過所述鋁層和銅層的所需的開口透射區(qū)域3 和34b。此時該掩?？晒┦褂谩攺娬{，本發(fā)明上述實施方式、特別是任意“優(yōu)選的”實施方式僅僅是可能實現(xiàn) 的實施例，僅表示用來清楚理解本發(fā)明的原理?？梢栽诨旧喜黄x本發(fā)明的精神和原理 的情況下，對本發(fā)明的上述實施方式進行許多的改變和調整。所有這些調整和改變都包括 在本文中，包括在本發(fā)明和說明書的范圍之內，受到所附權利要求書的保護。
權利要求
1.一種用來包封對溫度和環(huán)境敏感的元件的方法，該方法包括提供第一基板和第二基板，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔，所述 玻璃料壁具有在所述第一和第二基板之間延伸的高度以及寬度，還提供至少一個對溫度和 環(huán)境敏感的元件，所述元件設置在所述第一和第二基板之間，并被所述玻璃料壁圍著；提供激光器，所述激光器產生激光束，所述激光束具有大體圓形的光束輪廓，所述光束 輪廓的直徑大于所述玻璃料壁的寬度；提供不透明的掩模，用來阻擋所述激光束，所述掩模包括在不透明材料中的基本透明 的細長的透射區(qū)域以及大致沿著所述細長的透射區(qū)域的縱向中心線延伸的不透明材料條， 所述基本透明的細長透射區(qū)域具有長度和寬度，用來使得所述激光束的細長的一部分通過 所述掩模，所述透射區(qū)域的寬度基本等于所述玻璃料壁的寬度，所述不透明材料條用來阻 擋所述激光束的細長的一部分的中間部分；將所述掩模設置在所述激光器與所述第一基板或第二基板之一之間，同時使得所述細 長的透射區(qū)域與所述玻璃料壁對齊；以及使所述激光束投射通過所述掩模中的透射區(qū)域，由此使得所述激光束的透射部分照射 在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，同時不會使得所述元件過度加熱和損壞，從而將所述第 一和第二基板連接，對基板之間的元件氣密密封。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃料壁包括圍繞所述元件的閉合框， 所述透射區(qū)域和不透明材料條以相應尺寸和形狀的閉合框的形式形成。
3.如權利要求1所述的方法，所述方法還包括使得以下(i)和(ii)之間產生相對運 動，從而使得激光束的透射部分沿著玻璃料壁移動的步驟(i)第一和第二基板，以及(ii) 激光束和掩模。
4.如權利要求2所述的方法，所述方法還包括使得以下⑴和(ii)之間產生相對運 動，從而使得激光束的透射部分沿著玻璃料壁移動的步驟(i)第一和第二基板以及掩模， 以及(ii)激光束。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述光束以約大于30毫米/秒的速度移動。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述光束以約大于40毫米/秒的速度移動。
7.如權利要求2所述的方法，所述方法還包括以下步驟通過用至少一個移動的反射 器來反射所述激光束，使得所述激光束沿著所述玻璃料壁移動。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對溫度和環(huán)境敏感的元件是至少一個 OLED器件。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩模包括反射表面。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述掩模包括吸收表面。
11.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述光點直徑約大于玻璃料壁寬度的2倍。
12.—種用來對位于第一基板和第二基板之間的對溫度和環(huán)境敏感的元件進行激光密 封的掩模，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔，所述玻璃料壁具有在所述 第一和第二基板之間延伸的高度和寬度，至少一個對溫度和環(huán)境敏感的元件設置在所述第 一和第二基板之間，并被所述玻璃料壁圍著，所述掩模包括不透明的掩模，其包括在不透明材料中的具有長度和寬度的基本透明的細長的透射區(qū) 域，所述透射區(qū)域的寬度基本等于所述玻璃料壁的寬度，還包括基本上沿著所述細長的透射區(qū)域的縱向中心線延伸的不透明材料條，從而當所述掩模設置在激光器與第一基板或第 二基板之一之間、并且使得細長的透射區(qū)域的長度與玻璃料壁對準的時候，位于激光器與 第一或第二基板之間的所述掩模的不透明部分阻擋部分的激光束，所述透明的透射區(qū)域允 許一部分激光束通過所述掩模，照射在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，從而將所述第一和 第二基板連接，將基板之間的元件氣密密封，其中所述激光器發(fā)射大體為圓形的光束，該光 束的直徑大于所述玻璃料壁的寬度。
13.如權利要求12所述的掩模，其特征在于，所述細長的透射區(qū)域和所述不透明材料 條是大體橢圓形的。
14.如權利要求12所述的掩模，其特征在于，所述細長的透射區(qū)域和所述不透明材料 條是大體狹縫形的。
15.一種用來對位于第一基板和第二基板之間的對溫度和環(huán)境敏感的元件進行激光密 封的系統(tǒng)，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔，所述玻璃料壁具有在所述 第一和第二基板之間延伸的高度和寬度，至少一個對溫度和環(huán)境敏感的元件設置在所述第 一和第二基板之間，并被所述玻璃料壁圍著，所述系統(tǒng)包括工作臺，所述第一基板和第二基板承載在所述工作臺上，在所述第一基板和第二基板 之間設置有至少一個對溫度和環(huán)境敏感的元件，該元件被所述玻璃料壁圍著；激光器，所述激光器產生激光束，所述激光束具有大體圓形的光束輪廓，所述光束輪廓 的直徑大于所述玻璃料壁的寬度；不透明的掩模，所述不透明的掩模位于所述激光器與第一或第二基板之間，用來阻擋 一部分的激光束，所述掩模包括在不透明材料中的透明的細長的透射區(qū)域以及不透明材料 條，所述透明細長的透射區(qū)域具有長度和寬度，以使得所述激光束的細長部分通過所述掩 模，所述透射區(qū)域的寬度基本等于所述玻璃料壁的寬度，所述不透明材料條大致沿著所述 細長透射區(qū)域的縱向中心線延伸，用來阻擋所述激光束的細長部分的中間部分，所述掩模 的取向使得所述細長的透射區(qū)域與所述玻璃料壁對準；以及支架，所述激光束安裝在所述支架上，以使所述激光束投射通過所述掩模中的透射區(qū) 域，由此使得所述激光束的透射部分照射在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，同時不會使得 所述元件過度加熱和損壞，從而將所述第一和第二基板連接，對基板之間的元件氣密密封。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述細長的透射區(qū)域和所述不透明材料 條是大體橢圓形的。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述細長的透射區(qū)域和所述不透明材料 條是大體狹縫形的。
18.如權利要求15所述的系統(tǒng)，還包括運動控制機構，該運動控制機構與所述支架和 工作臺中的至少一個操作連接，以使工作臺和支架之間產生相對運動，從而使得激光的透 射部分在所述玻璃料壁上通過，使得所述玻璃料壁熔化。
19.如權利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述玻璃料壁包括圍繞所述元件的閉合 框，所述透射區(qū)域和不透明材料條以相應尺寸和形狀的閉合框的形式形成，所述掩模相對 于所述工作臺保持靜止，同時所述透射區(qū)域與所述玻璃料壁對準。
20.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動控制機構與所述支架操作連接， 以使支架相對于工作臺移動。
21.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述運動控制機構與所述工作臺操作連 接，以使工作臺相對于支架移動。
22.如權利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掩模相對于激光器保持靜止，同時使 得透射區(qū)域與玻璃料壁對準，所述運動控制機構與所述支架操作連接，以使支架相對于工 作臺移動。
23.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光束以約大于30毫米/秒的速度移動。
24.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對溫度和環(huán)境敏感的元件是至少一個 OLED器件。
25.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述掩模包括反射表面。
全文摘要
揭示一種用來對被第一和第二基板之間的玻璃料壁圍著的對溫度和環(huán)境敏感的元件，例如OLED器件進行激光密封的掩模。所述掩模是不透明的，具有透明的細長透射區(qū)域。所述透射區(qū)域的寬度可以基本等于玻璃料壁的寬度。不透明掩模材料條大致沿著所述細長透射區(qū)域的縱向中心線延伸。所述掩模位于激光器以及第一或第二基板之間。所述激光器發(fā)射大體圓形的激光束，所述激光束的直徑大于所述玻璃料壁的寬度，使激光投射通過所述掩模內的透射區(qū)域，使得所述掩模的不透明部分阻擋部分的激光束，所述透明的透射區(qū)域允許一部分激光束通過所述掩模，照射在玻璃料壁上，使得玻璃料壁熔化，由此將第一和第二基板連接，對基板之間的元件氣密密封。還揭示一種使用所述掩模對第一基板和第二基板之間的元件進行密封的方法和系統(tǒng)，所述第一基板和第二基板被至少一個玻璃料壁分隔。
文檔編號H01L51/52GK102089898SQ200980128024
公開日2011年6月8日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2008年6月11日
發(fā)明者B·P·斯特林納斯, M·N·帕斯泰爾 申請人:康寧股份有限公司