製造用於密封玻璃封裝的掩膜的方法

2023-05-14 11:43:06

專利名稱：製造用於密封玻璃封裝的掩膜的方法
技術領域：
本發明涉及製造掩膜的方法，更具體地，涉及製造用於熔接密封(frit sealing) 玻璃基片的掩膜的方法。
背景技術：
美國專利6998776號公開一種使用輻射吸收的玻璃料熔接密封玻璃封裝的方法。 如美國專利第6998776號中一般描述的，使玻璃料沉積在第一玻璃基片上的閉合線(通常 是相框形狀的)中，並加熱以預燒結玻璃料。然後，將該第一玻璃基片蓋在第二玻璃基片 上，將玻璃料設置第一和第二基片之間。隨後，使一束雷射束橫穿玻璃料(一般通過一個或 兩個基片)以便加熱並熔化玻璃料，在基片之間產生氣密封接。 這種玻璃封裝的一個應用是用於製造有機發光二極體(OLED)顯示器件。示例性 的OLED顯示器件包括第一玻璃基片，其上沉積了第一電極材料、一層或多層有機場致發光 材料和第二電極。至少一個電極層通常是透明的，取決於蓋顯示器件是頂部發射器件、底部 發射器件、或既是頂部發射器件又是底部發射器件。 有機場致發光材料的一個特性是其對於熱的低損壞閾值。S卩，場致發光材料的溫 度一般必須維持在低於約IO(TC，以便避免材料的分解和隨後顯示器件的失效。因此，密封 操作必須以能避免加熱場致發光材料的方式進行。 雷射加熱玻璃料的一般方案包括使用雷射束(或能將玻璃料加熱至熔化溫度的 其它光源)，該雷射束的寬度至少和沉積在第一基片上的玻璃料的線寬(可能超過lmm) — 樣。因為玻璃料一般不沉積在距場致發光材料相當距離的位置，所以必需小心，不至於使激 光束無意地接觸場致發光材料。在避免對場致發光材料的不適當加熱的同時為促進對玻璃 料加熱，有時使用掩膜以便確保雷射束不會從玻璃料中散失。將掩膜放置在之間夾有玻璃 料的兩個基片上，用雷射束照射掩膜(和玻璃料)。入射到掩膜上的來自雷射(或其它光 源)的光被掩膜吸收或優選被反射(因為掩膜的加熱對掩膜的壽命是決定性的)。
當顯示器基片的尺寸增加到超過幾個平方米時，生產具有需要的精確度以便防止 場致發光材料的不慎加熱的掩膜的能力成為一種挑戰。這一點特別重要，因為顯示器的大 部分價值是沉積的場致發光材料和器件中的其它支承結構(例如電極)所固有的，熔接密 封過程中的失誤會帶來巨大的經濟後果。
發明概述 根據本發明的實施方式，描述了一種製造用於密封玻璃封裝的掩膜的方法，該方 法包括提供透明基片、在該基片上沉積糊料、在基片和糊料上面沉積金屬層；除去糊料和部 分金屬層以便在透明基片上形成掩膜。 在另一個實施方式，公開了一種製造用於密封玻璃封裝的掩膜的方法，該方法包 括提供透明玻璃基片、在該基片上沉積玻璃料的線、在該基片和玻璃料上沉積金屬層；除去 玻璃料和部分金屬層以在透明基片上形成掩膜。 應該理解，以上的一般描述和隨後的詳細描述都提出本發明的一些實施方式，意在提供對理解所要求保護的本發明的性質和特徵的概述或框架。包括附圖以提供對本發明 的進一步理解，附圖結合在本說明書中並構成本說明書的一部分。


本發明的示例 性的實施方式，並與描述部分一起解釋本發明的原理和操作
附圖簡述 圖1是根據本發明的一個實施方式製造的掩膜組件的一部分的俯視透視圖，該組 件包括基片和框形的糊料線。 圖2A-2D是製造掩膜組件的各階段的橫截面圖，從2A中沉積糊料線開始；2B中， 在基片和糊料線上沉積一層或多層金屬層；2C中，除去部分金屬層和糊料線後，掩膜製作 完成。圖2D示出多層金屬層。 圖3是根據本發明的一個實施方式製造的掩膜組件的俯視透視圖，該組件包括基 片和多個框形顯露區。 圖4是根據本發明的一個實施方式製造的掩膜的俯視圖，該掩膜用於密封0LED顯 示設備。 發明詳述 在以下的具體說明中，為了說明而非限制性的目的，敘述公開具體細節的實施例 和實施方式以提供對本發明的透徹的理解。然而，已得益於本公開的本領域的普通技術人 員將清楚，本發明可以用其它脫離本文公開的具體細節的實施方式來實施。而且，我們將省 略對眾所周知的設備、方法和材料的說明以便不會使本發明的描述含糊不清。最後，在任何 合適之處，類似的引用數字代表類似的元件。 根據本發明，如圖1-2中所示，考慮一種用玻璃料製造用於密封玻璃封裝的掩膜 的方法，該方法包括首先在基本上透明的基片12(例如，透明度至少為約90% )上沉積糊 料線IO。優選，糊料是玻璃料，但是在一些實施方式中可以是聚合物糊料。糊料線10通常 是相框形的，因為線本身閉合以形成連續線路。糊料線io通常是矩形的，但也可以是其它 形狀，在任何情況下都符合待密封的玻璃封裝的玻璃料的形狀。優選糊料線的寬度"d"小 於待密封的玻璃料的寬度"D"(見圖3)。圖2A示出沉積在基片12上的糊料線10的橫截 面圖。 可以通過幾種方法中的任意一種方法將糊料沉積到基片上。例如，可以通過從噴 嘴或空心針擠出糊料、通過絲網印刷、或通過本領域中已知的任何其它分配方法來沉積糊 料。然而，優選的沉積糊料的方法與為基片密封沉積玻璃料的方法相同，因為，這確保糊料 符合以後的密封玻璃料線的幾何形狀。 如果用於生產掩膜的糊料是玻璃料，則在沉積後可以加熱該玻璃料以便使玻璃料 乾燥(例如驅散揮發性載劑)。玻璃料主要包含各種玻璃料、粘合劑和(通常地)溶劑載 劑。通過除去溶劑載劑，可以製作更清潔的掩膜線(掩膜中的透明開口)。由於玻璃料在 以後除去，所以希望不必充分加熱玻璃料以使其燒結。例如，可以在大於約15分鐘的時間 (例如15-20分鐘)內加熱玻璃料至約5(TC、但低於30(TC的溫度。然而，玻璃料不必主動 加熱，在室溫敞開乾燥15-20分鐘是可接受的備選。 如果糊料是聚合材料，諸如廣泛的丙烯酸系聚合物的任意一種，則可以在糊料沉 積步驟後，根據所選具體聚合物的固化說明使該聚合物固化。 糊料沉積並且(如果適當)處理(在聚合物糊料的情況下為固化)後，包含糊料
4線10的基片上塗覆金屬層14，如圖2B中所示。金屬層可以選自諸如鋁、銅、銀或金之類的 金屬。優選，金屬層在隨後的封裝密封過程中對用於加熱密封玻璃料的特定輻射波長處是 反射性的。 金屬層14的沉積可以通過任何常規的沉積方法，包括例如氣相沉積或濺射進行。 已經發現，如果基片-糊料組件在金屬層沉積過程中為固定的，可以使金屬層更均勻沉積。 沉積金屬層後，通過洗滌基片除去糊料和沉積在糊料上的金屬層部分。例如，可以在溶劑， 如丙酮中洗滌基片12並輕輕擦拭，以除去糊料和沉積在糊料上的金屬層部分。可以適當使 用其它去除糊料和糊料上的金屬層部分的方法。在一些實施方式中，可以使用壓力噴霧除 去糊料和糊料上的金屬層。在聚合物的情況下，需要加熱基片(包括聚合物和金屬層)以 促進聚合物的去除。因為聚合物的差別很大，為幫助除去聚合物而進行是加熱也不相同，本 領域的技術人員無需過度的實驗就能容易地確定該加熱量。去除糊料io和糊料上的金屬 層部分而顯露出基片上為被除去的糊料的形狀的部分，如圖2C中所示。
在一些情況下，可能需要使用多層金屬層14，其中，金屬層14本身可以包含一個 或多個層，在圖2D中顯示為層14a和層14b。例如，金屬層可以包含鋁(Al)層和銅(Cu) 層。鋁層可以用於例如作為銅和基片之間的粘合層。根據具體的密封輻射的特性可以使用 其它金屬，因為不同的密封玻璃料具有不同的吸收特性。 完成的掩膜18可以根據需要進行進一步清潔，然後用於熔接密封過程中以生產 玻璃封裝，諸如之前在製造0LED顯示器件中所述的玻璃封裝。在一些實施方式中，掩膜可 以提供二次功能，作為重物確保在玻璃封裝上的基本均勻的向下力。均勻的密封壓力有助 於獲得對封裝的氣密封接。在一些實施方式中，金屬層14上可以塗布一層透明的SiO薄層， 以便防止金屬層的氧化。金屬層的氧化會導致掩膜不適當地吸收用於密封玻璃封裝的輻射 並且造成掩膜的過熱。這種過熱最終可以導致掩膜的降解。 在一些實施方式中，如圖3所示，掩膜18可以包含多個顯露的區域16，根據所用的 密封技術用於快速連續地密封或同時密封多個玻璃封裝。這被證明有利於大規模生產環境 中的處理量。 圖4是根據本發明製造的具有單個顯露區的掩膜的橫截面圖，該掩膜示例性地用 於密封製造OLED顯示器件用的組件20。將掩膜18放置在待密封的玻璃組件20上，其中， 玻璃組件20包括第一基片22、第二基片24、玻璃料線26和(在本實施方式中)場致發光 層28。將掩膜18的顯露部分16對齊與組件20的玻璃料線26 —致，用合適的輻射輻照掩 膜18 (如箭頭30所示)以便實施密封。在一些實施方式中，輻射30可以是具有能被玻璃料 26吸收的波長的雷射束。例如，雷射束可以橫穿顯露部分16以輻照和加熱玻璃料26。在其 它實施方式中，輻射可以從寬帶紅外光源發出並且同時輻照掩膜的所有部分或大部分。優 選，掩膜18的方向使金屬層鄰近組件20(即第二基片24)，因為，這能更好地控制在玻璃料 26上的輻射傳播。然而，在使用多層金屬層並且第一A1層被直接施加於基片12上的情況， 反轉基片12的方向使輻射首先在A1的上面的第二金屬層入射可能是正當的，如果該第二 金屬層的反射性比A1層更好。通常，需要薄的A1層以改進金屬層與玻璃的粘合。然而，這 種反轉取向造成輻射在玻璃料26上的更寬的橫向延伸。合適的輻射源和輻照掩膜的方式 取決於待加熱和熔化的玻璃料的組成和密封過程的應用(例如在製造玻璃封裝中是否使 用了熱敏有機材料)。輻射在掩膜的金屬層部分被反射和/或吸收，穿過基片未被金屬層覆蓋的顯露部分16，由此加熱和熔化玻璃料26並且使第一和第二基片22， 24相互密封，以氣 密封接玻璃封裝(例如0LED顯示器件)。 應該強調的是，上述本發明的實施方式，特別是任何"優選的"實施方式，僅僅是實 施的可能例子，提出這些實施方式僅僅是為了理解本發明的原理。可以在不偏離本發明的 精神和原理下對上述本發明的實施方式進行許多變化和修改。所有這些修改和變化都意在 包括在本本發明揭示內容和本發明的範圍內並受到以下權利要求書的保護。
權利要求
一種製造用於密封玻璃封裝的掩膜的方法，該方法包括提供透明基片；在該基片上沉積糊料；在該基片和糊料上沉積金屬層；和除去糊料和部分金屬層以形成掩膜。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述糊料是玻璃料。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述糊料是聚合物。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述糊料是自我封合而形成的框形的線。
5. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述糊料的沉積包括從噴嘴擠出糊料。
6. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述糊料的沉積包括絲網印刷。
7. 如權利要求2所述的方法，該方法還包括在沉積金屬層之前使玻璃料乾燥。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述加熱包括在大於約5(TC但是小於30(rC的溫度下乾燥玻璃料至少約15分鐘。
9. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述金屬層包含選自鋁、銀、銅、金和它們的組合的金屬。
10. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述金屬層包括多個層。
11. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過濺射來沉積所述金屬層。
12. 如權利要求1所述的方法，還包括使用權利要求1的掩膜來密封玻璃封裝。
13. —種製造用於密封玻璃封套的掩膜的方法，該方法包括提供透明玻璃基片；在該基片上沉積玻璃料線；在該基片和玻璃料上沉積金屬層；禾口除去玻璃料和部分金屬層，以在透明的基片上形成掩膜。
14. 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，沉積玻璃料線包括沉積多根玻璃料線。
15. 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，玻璃料線自我閉合形成連續的迴路。
16. 如權利要求13所述的方法，還包括用SiO塗覆金屬層。
17. 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述金屬層包括包含A1的層和包含Cu的層。
18. 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，沉積金屬層包括在玻璃基片上沉積A1的第一層和在Al層上沉積Cu的第二層。
19. 一種通過權利要求13所述的方法製造的用於熔接密封玻璃封裝的掩膜。
全文摘要
一種製造用於熔合密封玻璃封裝的掩膜的方法，該方法包括將一種糊料沉積在玻璃基片上，將一層金屬層沉積在該基片和糊料上，除去糊料和部分金屬層。所述糊料可以是例如玻璃料。
文檔編號H01L51/52GK101795987SQ200880014517
公開日2010年8月4日 申請日期2008年2月26日 優先權日2007年3月1日
發明者S·L·羅格諾弗 申請人:康寧股份有限公司