JP2016531384A - ガラス封止構造体と封止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はガラス封止構造体及び封止方法を提供する。【解決手段】前記構造体は、活性ガラス基板と封止ガラス基板を含み、前記活性ガラス基板には活性領域が形成されている。前記封止ガラス基板の１つの表面には前記表面から突出するガラス封止条が形成されている。前記封止ガラス基板は前記活性ガラス基板に重ねて置かれ、レーザにより前記ガラス封止条が照射されて前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板は互いに接合されている。

Description

本発明は、ディスプレイ技術分野に関し、特にガラス封止構造体と封止方法に関する。

ディスプレイ技術分野では、ディスプレイ技術においてＬＣＤ／ＯＬＥＤはＣＲＴディスプレイに取って代わりつつある。しかし、ＯＬＥＤは光源をガラス基板内に封入する必要があるため、２枚の板ガラス基板の接合は重要な技術であり、その封止効果は素子の性能に直接影響する。

ＬＣＤ／ＯＬＥＤについて最初に採用された封止技術は紫外線（ＵＶ）硬化封止技術であり、ＬＣＤは湿気、酸素に対して感度が低いため、ＵＶ封止はＬＣＤ封止分野において最も一般的な封止技術になっている。前記紫外線硬化封止技術は、紫外線の照射により硬化できるＵＶ接着剤を前記２枚の平板ガラス基板の間にコーティングする。紫外線硬化技術が多用される理由について、紫外線硬化技術は、溶剤なし又は少量の溶剤を使用し、溶剤による環境への汚染を低減しており、エネルギー消費が少なく、低温で硬化でき、熱に敏感な材料に適用しており、硬化速度が速く、効率が高く、高速生産ラインで使用でき、硬化機器の設置面積が小さいなどの特徴があることである。しかし、ＵＶ接着剤は、有機材料であるため、硬化後の分子間隙が比較的大きく、湿気や酸素が比較的容易に媒体を通過して内部の封止領域に達する。このため、それはＬＣＤのような湿気、酸素に対して感度が低い分野において比較的適用されている。

技術の進化に伴って、ＬＣＤより高度なＯＬＥＤディスプレイ技術が現れたが、ＯＬＥＤは湿気、酸素に対してさらに敏感であり、前記紫外線硬化技術をＯＬＥＤに用いることは、湿気、酸素透過度が比較的大きいためＯＬＥＤの寿命を短縮してしまう。

従って、ガラスフリット（Ｆｒｉｔ）封止技術は、現在開発中の新たな平板ガラス封止技術であり、ガラス粉末を一定の粘度の溶液に調製し、封止ガラスにコーティングし、加熱して溶剤を除去し、その後封止されるガラスに貼り合わせ、レーザ（Ｌａｓｅｒ）によりＦｒｉｔガラス粉末を瞬間的に溶融まで焼成して、２枚の平板ガラスを互いに貼着する。Ｆｒｉｔ技術は、無機封止媒体であるため、湿気や酸素を阻止する能力が強く、特に湿気、酸素に対して敏感なＯＬＥＤの封止に適合している。しかし、Ｆｒｉｔ封止技術にも難点がある。Ｆｒｉｔ接着剤が焼成硬化された後、コーティング技術と焼成技術の困難により接着剤の高さの差は制御し難い。

本発明の１つの目的は、物理的エッチング又は化学的エッチング方法を用い、封止ガラス基板に所定パターン（ｐａｔｔｅｒｎ）のガラス封止条を作製し、且つガラス封止条の高さを均一にするガラス封止構造体及び封止方法の製造方法を提供することである。ガラス封止条に対してレーザ光を照射して２枚のガラス板を互いに溶接することは、Ｆｒｉｔ接着剤の高さの制御不良による封止の失敗を回避する。プロセス良品率は向上し、ランニングコストは低減される。

上述の目的を達成するために、本発明はガラス封止方法を提供する。前記方法は、活性ガラス基板を提供し、前記ガラス基板において活性領域を形成するステップと、封止ガラス基板を提供するステップと、前記封止ガラス基板の１つの表面に前記表面から突出するガラス封止条を形成するステップと、ガラス封止条が形成さている前記封止ガラス基板の前記表面を前記活性基板に対向させて、前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くステップと、レーザにより前記ガラス封止条を照射して前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに接合するステップとを含む。

本発明の好ましい実施例では、前記ガラス封止条は、物理的研磨、レーザースキャン又は化学的エッチングなどの方法により、前記封止ガラス基板を封止する前記表面に所定パターンの前記ガラス封止条を作製してもよく、ガラス製造者に研磨工具を製造させて、研磨工具を用い、前記ガラス基板に硬化成形するとき、前記ガラス封止条を直接有するようにしてもよい。

当該封止ガラス条は、高さが１〜１０００μmであり、幅が１０〜５０００μmである。
前記封止ガラス基板に形成される前記ガラス封止条の高さは均一である。

前記ガラス封止条の前記活性ガラス基板への投影形状は円形、矩形、Ｒ付き矩形、三角形、不規則な形状のいずれか１つであってもよい。

前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くとき、前記ガラス封止条が前記活性ガラス基板へ投影する投影形状の任意位置は前記活性領域と接触していない。且つ、前記ガラス封止条の投影を制御して、それから前記活性領域の任意位置までの距離が５００〜２５００μmであり、且つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）を回避する。距離が長すぎると、ディスプレイスクリーンの枠部（非発光領域）は広くなりすぎる。距離が短すぎると、レーザ溶接による熱が前記活性領域と前記薄膜トランジスタを損傷させる可能性がある。

前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板との接合は窒素（Ｎ_２）雰囲気下で行われ、接合後に封止体内部は１気圧である。

前記レーザは波長のピークが８００〜１２００ｎｍである赤外線を用い、且つ前記レーザが照射する集光スポットを前記ガラス封止条に沿って移動するように制御して、前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに溶接する。

本発明は、活性ガラス基板及び封止ガラス基板を備えているガラス封止構造体を提供する。前記活性ガラス基板には活性領域が形成されている。前記封止ガラス基板の１つの表面にはガラス封止条が形成されている。前記封止ガラス基板の前記ガラス封止条を有する前記表面は、前記活性基板に対向して、前記活性ガラス基板に重ねて置かれている。ここで、前記ガラス封止条は、前記封止ガラス基板と活性ガラス基板を互いに接合する。

前記封止ガラス基板に形成された前記ガラス封止条の高さは均一である。
前記封止ガラス基板が前記活性ガラス基板に重ねて置かれるとき、前記ガラス封止条が前記活性ガラス基板へ投影する投影形状の任意位置は、前記活性領域と接触していない。且つ、前記ガラス封止条の投影は制御されて、それから前記活性領域の任意位置までの距離が５００〜２５００μmであり、且つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）を回避する。距離が長すぎると、ディスプレイスクリーンの枠部（非発光領域）は広くなりすぎる。距離が短すぎると、レーザ溶接による熱が前記活性領域と前記薄膜トランジスタを損傷させる可能性がある。

図１は、本発明の第１の好ましい実施例に係るガラス封止構造体を示す概略側面図である。 図２は、本発明の第１の好ましい実施例に係るガラス封止構造体のガラス封止条の封止ガラス基板における位置を示す平面図である。 図３は、本発明の第２の好ましい実施例に係るガラス封止構造体のガラス封止条の封止ガラス基板における位置を示す平面図である。 図４は、本発明の第１の好ましい実施例に係るガラス封止構造体を実現するガラス封止方法のフローチャートである。 図５は、本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体を示す平面図である。 図６は、本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体を示す側面図である。 図７は、本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体を実現するガラス封止方法のフローチャートである。

以下の各実施例の説明は、添付の図面を参照して、本発明が実施できる特定の実施例を例示する。本発明による方向の用語、例えば「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」、「側面」などは、単に図面の方向を参照するものである。従って、使用された方向用語は、本発明を説明且つ理解するためのものであり、本発明を限定するものではない。

本発明は、貼り合せの難易度を低下させ、良品率を向上させるガラス封止構造体及び封止方法を提供する。

図１は、本発明の第１の好ましい実施例に係るガラス封止構造体１０の概略側面図を示し、活性ガラス基板２００と封止ガラス基板１００を含む。前記活性ガラス基板２００には活性領域２０１が形成されている。前記封止ガラス基板１００の１つの表面には所定パターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を構成するガラス封止条１０１が形成されている。前記封止ガラス基板１００の前記ガラス封止条１０１を有する前記表面は、前記活性ガラス基板２００に対向して前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれている。前記封止ガラス条１０１により前記封止ガラス基板１００と活性ガラス基板２００とは互いに接合されている。

前記封止ガラス基板１００に形成された前記封止ガラス条１０１の高さは均一であり、好ましく１〜１０００μmであり、幅は１０〜５０００μmである。前記封止ガラス基板１００が前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれるとき、前記ガラス封止条１０１が前記活性ガラス基板２００へ投影する投影形状の任意位置は、前記活性領域２０１と接触していない。且つ、好ましくは、前記ガラス封止条１０１が前記活性ガラス基板２００へ投影する投影形状の任意位置から前記活性領域２０１までの距離は５００〜２５００μmであり、且つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）を回避する。距離が長すぎると、その後ガラス基板により構成されたディスプレイスクリーンの枠部（非発光領域）は広くなりすぎる。距離が短すぎると、レーザ溶接による熱が前記活性領域と前記薄膜トランジスタを損傷させる可能性がある。

図２は、図１に示されたガラス封止構造体１０の概略側面図における封止ガラス基板１００の封止前の平面図を示す。前記封止ガラス基板１００には、前記封止ガラス基板を物理的に研磨し、レーザースキャンし又は化学的エッチングして形成された封止ガラス条１０１がある。封止ガラス基板１００における前記ガラス封止条１０１のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）の設計は、活性ガラス基板２００における活性領域２０１及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ、図示せず）の位置に基づき、前記封止ガラス基板１００における前記ガラス封止条１０１の位置を調整してもよい。好ましくは、ガラス封止条１０１は活性領域２０１の投影位置の周りに設置される。活性領域２０１は一般的に矩形であるため、この好ましい実施例におけるガラス封止条１０１の設置された形状が活性ガラス基板２００への投影も長方形である。形状が長方形である前記ガラス封止条の４つの角は直角、丸コーナ又は他の形状であってもよい。しかしながら、前記ガラス封止条１０１が前記活性ガラス基板へ投影する形状は、円形、矩形、Ｒ付き矩形、三角形、不規則な形状又は他の形状であってもよく、活性領域のサイズと位置に基づき異なる設計がされてもよい。

図３に図２を合わせて参照して、本発明の第２の好ましい実施例に係るガラス封止構造体２０における封止ガラス基板３００の平面図を説明する。本発明の第２の好ましい実施例において、活性ガラス基板（図示せず）は異なる位置に配置された複数の活性領域（図示せず）を有する。従って、前記複数の活性領域に対応して、封止ガラス基板３００には複数のガラス封止条３０１が設置される。同図に示すように、前記複数のガラス封止条３０１は複数の長方形を形成し、投影形状がそれぞれ前記活性領域を囲んでいる。前実施例と同じで、長方形を形成する各ガラス封止条３０１は、その４つの角が直角、丸コーナ又は他の形状であってもよい。または、前記複数のガラス封止条３０１の各々が前記活性ガラス基板へ投影する形状は、円形、矩形、Ｒ付き矩形、三角形、不規則な形状又は他の形状であってもよく、活性領域の数、サイズおよび位置に基づき異なる設計がされてもよい。

図４に図２を合わせて参照して、本発明の第１の好ましい実施例に係るガラス封止方法のフローチャートを説明する。ステップＳ１０において、活性ガラス基板２００が提供される。前記ガラス基板２００には活性領域２０１が形成されている。ステップＳ２０において、封止ガラス基板１００が提供される。前記封止ガラス基板１００の１つの表面に、前記表面から突出するガラス封止条１０１が形成される。前記ガラス封止条１０１の各位置の高さは均一である。ステップＳ１０とステップＳ２０は特定の前後順番がない。ステップＳ３０において、ガラス封止条１０１が形成されている前記封止ガラス基板１００の前記表面は前記活性基板２００に対向して、前記封止ガラス基板１００は前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれる。ステップＳ４０において、前記ガラス封止条１０１はレーザにより照射されて、前記封止ガラス基板１００と前記活性ガラス基板２００とは互いに接合される。

前記封止ガラス基板１００を前記活性ガラス基板２００に重ねて置くとき、前記ガラス封止条１０１が前記活性ガラス基板２００へ投影する投影形状の任意位置は、前記活性領域２０１と接触していない。且つ前記ガラス封止条１０１の前記活性ガラス基板２００への投影形状から前記活性領域２０１の任意位置までの距離は５００〜２５００μmであることが好ましく、且つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）を回避する。距離が長すぎると、ディスプレイスクリーンの枠部（非発光領域）は広くなりすぎる。距離が短すぎると、レーザ溶接による熱が前記活性領域と前記薄膜トランジスタを損傷させる可能性がある。
前記レーザは波長のピークが８００〜１２００ｎｍである赤外線を採用することが好ましい。且つ前記レーザが照射する集光スポットは前記ガラス封止条１０１に沿って移動するように制御されて、前記封止ガラス基板１００と前記活性ガラス基板２００とは互いに溶接される。溶接されたガラス封止条１０１全体の各位置の高さは均一のまま維持される。

図５に図２を合わせて参照して、本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体３０の平面図を説明する。図２と同じように、封止ガラス基板１００には封止ガラス条１０１が形成されている。第３の好ましい実施例に係る封止ガラス構造体３０の主な相違は、前記封止ガラス基板１００にＵＶ接着剤１０２が一周塗布されることである。好ましくは、前記ＵＶ接着剤１０２は前記ガラス封止条１０１の外部に位置し、さらに、前記ＵＶ接着剤１０２から前記封止ガラス基板１００の４つの縁部までの距離は２〜１０ｍｍである。

図６は、図５における本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体３０の側面図である。前記ガラス封止構造体の貼り合せ工程は、貼り合わせ装置（図示せず）のチャンバ本体内において実行される。図６による本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体３０は、活性ガラス基板２００及び封止ガラス基板１００を備える。前記活性ガラス基板２００には活性領域２０１が形成されている。前記封止ガラス基板１００の１つの表面にはガラス封止条１０１が形成されている。前記封止ガラス基板１００の前記ガラス封止条１０１を有する前記表面は、前記活性ガラス基板２００に対向して前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれている。前記封止ガラス条１０１はレーザ照射により前記封止ガラス基板１００と活性ガラス基板２００とを互いに接合する。前記封止ガラス基板１００に形成された前記封止ガラス条１０１の高さは均一であり、前記封止ガラス条１０１の高さは１〜１０００μmであることが好ましく、幅は１０〜５０００μmである。前記封止ガラス基板１００が前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれるとき、前記ガラス封止条１０１が前記活性ガラス基板２００へ投影する投影形状の任意位置は、前記活性領域２０１と接触していない。且つ、前記ガラス封止条１０１の投影は制御されて、それから前記活性領域２０１の任意位置までの距離が５００〜２５００μmであり、且つ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、図示せず）を回避する。距離が長すぎると、ディスプレイスクリーンの枠部（非発光領域）は広くなりすぎる。距離が短すぎると、レーザ溶接による熱が前記活性領域と前記薄膜トランジスタを損傷させる可能性がある。

本実施例において、前記封止ガラス基板１００にはＵＶ接着剤１０２が一周塗布される。前記ＵＶ接着剤１０２は前記ガラス封止条１０１の外部に位置し、好ましくは、前記ＵＶ接着剤１０２は、前記封止ガラス基板１００の４つの縁部から２〜１０ｍｍ範囲内に位置する。

実際には、前記貼り合わせ装置のチャンバ本体には窒素ガスが充填され、且つ前記チャンバ本体内において、ガラス封止条１０１が形成されている前記封止ガラス基板１００の前記表面は前記活性ガラス基板２００に対向して、前記封止ガラス基板１００は前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれる。ＵＶマスクブランクス（図示せず）により前記活性領域及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ、図示せず）は保護され、その後ＵＶランプ（図示せず）により前記ＵＶ接着剤１０２は硬化されて、ＵＶ接着剤１０２、前記封止ガラス基板１００及び前記活性ガラス基板２００の３者の内部には窒素封止環境が形成される。次に前記ガラス封止条１０１はレーザにより照射されて、前記封止ガラス基板１００と前記活性ガラス基板２００は互いに接合される。

図７は、本発明の第３の好ましい実施例に係るガラス封止構造体のガラス封止方法のフローチャートを示す。同時に、前記ガラス封止構造体はすべて貼り合わせ装置（図示せず）のチャンバ本体内において、図５、図６を合わせて説明する本発明に係るガラス封止方法が行われる。ステップＳ１１において、活性ガラス基板２００が提供され、前記ガラス基板２００には活性領域２０１が形成されている。ステップＳ２１において、封止ガラス基板１００が提供される。前記封止ガラス基板１００の１つの表面に、前記表面から突出するガラス封止条１０１が形成される。ステップＳ３１において、前記封止ガラス基板１００において、４つの縁部から２〜１０ｍｍ範囲内にＵＶ接着剤１０２は一周塗布される。ステップＳ４１において、前記貼り合わせ装置のチャンバ本体には窒素ガスが充填される。ステップＳ１１〜ステップＳ４１は特定の前後順番がない。ステップＳ５１において、前記貼り合わせ装置のチャンバ本体内に、ガラス封止条１０１が形成されている前記封止ガラス基板１００の前記表面は前記活性基板２００に対向して、前記封止ガラス基板１００は前記活性ガラス基板２００に重ねて置かれる。ステップＳ６１において、ＵＶマスクブランクス（図示せず）により前記活性領域及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ、図示せず）は保護され、ＵＶランプ（図示せず）照射により前記ＵＶ接着剤１０２は硬化されて、ＵＶ接着剤１０２、前記封止ガラス基板１００及び前記活性ガラス基板２００三の３者の内部には窒素封止環境が形成される。ステップＳ７１において、前記ガラス封止条１０１はレーザにより照射されて、前記封止ガラス基板１００と前記活性ガラス基板２００は互いに接合される。ステップＳ８１において、ＵＶ硬化型接着剤（図示せず）はカットされて、枠部の幅を低減する。

以上により、本発明では好適な実施例を前述の通り開示したが、上述の好適な実施例は本発明を限定するものでなく、当業者であれば、本発明の精神と領域から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる、従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定された範囲を基準とする。

Claims (15)

1. ガラス封止方法であって、前記方法は、
   活性ガラス基板を提供し、前記ガラス基板において活性領域を形成するステップと、
   封止ガラス基板を提供するステップと、
   前記封止ガラス基板の１つの表面に前記表面から突出するガラス封止条を形成するステップと、
   ガラス封止条が形成された前記封止ガラス基板の前記表面を前記活性基板に対向させて、前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くステップと、
   レーザにより前記ガラス封止条を照射して、前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに接合するステップとを含み、
   前記封止ガラス基板に形成された前記ガラス封止条の高さは均一であり、前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くとき、前記ガラス封止条が前記活性ガラス基板へ投影する投影形状の任意位置は前記活性領域と接触していないことを特徴とするガラス封止方法。
2. 前記ガラス封止条は、前記封止ガラス基板を物理的に研磨し、レーザースキャンし又は化学的エッチングすることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の封止方法。
3. 前記封止ガラス条の任意位置から活性領域までの距離は５００〜２５００μmであることを特徴とする請求項１に記載の封止方法。
4. 前記レーザを、波長のピークが８００〜１２００ｎｍであり、パワーが５〜２５０ワットであるように制御することを特徴とする請求項１に記載の封止方法。
5. 前記レーザが照射する集光スポットを前記ガラス封止条に沿って移動するように制御して、前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに溶接することを特徴とする請求項１に記載の封止方法。
6. ガラス封止方法であって、前記方法は、
   活性ガラス基板を提供し、前記ガラス基板において活性領域を形成するステップと、
   封止ガラス基板を提供するステップと、
   前記封止ガラス基板の１つの表面に前記表面から突出するガラス封止条を形成するステップと、
   ガラス封止条が形成された前記封止ガラス基板の前記表面を前記活性基板に対向させて、前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くステップと、
   レーザにより前記ガラス封止条を照射して、前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに接合するステップと、
   を含むことを特徴とするガラス封止方法。
7. 前記ガラス封止条は、前記封止ガラス基板を物理的に研磨し、レーザースキャンし又は化学的エッチングすることで形成されることを特徴とする請求項６に記載の封止方法。
8. 前記封止ガラス基板に形成された前記ガラス封止条の高さは均一であることを特徴とする請求項６に記載の封止方法。
9. 前記封止ガラス基板を前記活性ガラス基板に重ねて置くとき、前記ガラス封止条が前記活性ガラス基板へ投影する投影形状の任意位置は前記活性領域と接触していないことを特徴とする請求項６に記載のガラス封止方法。
10. 前記封止ガラス条の任意位置から活性領域までの距離は５００〜２５００μmであることを特徴とする請求項９に記載の封止方法。
11. 前記レーザを、波長のピークが８００〜１２００ｎｍであり、パワーが５〜２５０ワットであるように制御することを特徴とする請求項６に記載の封止方法。
12. 前記レーザが照射する集光スポットを前記ガラス封止条に沿って移動するように制御して、前記封止ガラス基板と前記活性ガラス基板を互いに溶接することを特徴とする請求項６に記載の封止方法。
13. ガラス封止構造体であって、
    活性ガラス基板及び封止ガラス基板を備え、前記活性ガラス基板には活性領域が形成され、前記封止ガラス基板の１つの表面にはガラス封止条が形成されており、前記封止ガラス基板の前記ガラス封止条を有する前記表面は、前記活性基板に対向して前記活性ガラス基板に重ねて置かれており、前記ガラス封止条は、前記封止ガラス基板と活性ガラス基板を互いに接合することを特徴とするガラス封止構造体。
14. 前記封止ガラス基板に形成されている前記ガラス封止条の高さは均一であることを特徴とする請求項１３に記載の封止構造体。
15. 前記封止ガラス基板が前記活性ガラス基板に重ねて置かれているとき、前記ガラス封止条が前記活性ガラス基板へ投影する投影形状の任意位置は前記活性領域と接触していないことを特徴とする請求項１３に記載の封止構造体。