JP5127465B2 - 密封ガラスパッケージおよびその製造方法 - Google Patents

Description

関連出願の説明

本出願は、米国法典第３５編第１９９条（ｅ）項の下で、ここにその内容の全てを引用する、２００５年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６０／７４８３００号の優先権の恩恵を主張するものである。

本発明は、周囲の環境に敏感な薄膜素子を保護するのに適した密封されたガラスパッケージに関する。そのようなガラスパッケージの例としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、センサ、光電池および他の光学素子が挙げられる。本発明を、例としてＯＬＥＤディスプレイを用いて説明する。

ＯＬＥＤは、様々なエレクトロルミネセント素子において使用されていることや使用される可能性のために、近年、重要な研究の課題となっている。例えば、１つのＯＬＥＤを、別個の発光素子に使用でき、またはＯＬＥＤのアレイを、発光ディスプレイまたはフラットパネルディスプレイの用途（例えば、ＯＬＥＤディスプレイ）に使用できる。ＯＬＥＤディスプレイは、非常に明るく、良好な色の対比および広い視覚を有することが知られている。しかしながら、他方で、ＯＬＥＤディスプレイ、特に、その中に配置された有機層と電極は、周囲の環境からＯＬＥＤディスプレイ中に漏れる水分および酸素との相互作用から生じる劣化を受けやすい。ＯＬＥＤディスプレイの寿命は、その中に配置された有機層と電極が周囲の環境から密封されていれば、著しく増加させることができる。残念ながら、ＯＬＥＤディスプレイを密封する封止プロセスを開発することは非常に難しかった。ＯＬＥＤディスプレイを適切に封止するのを難しくする要因のいくつかを以下に手短に挙げる：
・ 気密シールは、酸素のバリア（１０^-3ｃｃ／ｍ²／日）と水のバリア（１０^-6ｇ／ｍ²／日）を提供すべきである。
・ 気密シールは、ディスプレイの使用中に受ける、携帯電話を地面に落としたときに生じる衝撃などの衝撃に耐えるべきである。
・ 気密シールの幅は、ＯＬＥＤディスプレイのサイズに悪影響を与えないように小さい（例えば、＜２ｍｍ）であるべきである。
・ 封止プロセス中に生じる温度は、ＯＬＥＤディスプレイ内の材料（例えば、電極および有機層）を損傷しないべきである。例えば、典型的なＯＬＥＤディスプレイにおいて、ＯＬＥＤの第１のピクセルは、気密シールの近くに位置しており、封止プロセス中に約８５〜１００℃より高くに加熱されるべきではない。
・ 封止プロセス中に放出されるどのようなガスも、ＯＬＥＤディスプレイ内の材料を汚染すべきではない。
・ 気密シールは、ＯＬＥＤディスプレイに進入するための電気接続（例えば、薄膜電極）を可能にするべきである。

今日、ＯＬＥＤディスプレイを密封するための１つの様式は、２枚の基板を互いに結合するために、特定の波長の光でエネルギー吸収性の高い材料がドープされた低温フリットを軟化させることによって、気密シールを形成することである。特に、フリットが、以後「フリットパターン」と称される、閉じたパターンで基板上に堆積され、レーザを用いてフリットを加熱し、軟化させ、フリットがその上に配置されている基板またはカバーガラス板と、ＯＬＥＤがその上に配置されている基板またはガラス板との間に気密シールを形成する。

従来のフリットのレーザ加熱により形成されたＯＬＥＤにおいて生じ得る問題は、封止中にフリットパターンにレーザが入る／出る地点、すなわち、フリットパターンの入口／出口地点でのフリットシール内の残留応力、すなわち、シールが冷却された後にシールに残ったままの応力の発生である。この残留応力により、非気密シールが形成されて、使用できない製品が得られるか、またはシールの初期破損が生じて、ディスプレイの初期故障が起こることがある。それゆえ、フリットパターンの入口／出口地点で残留応力を被らないガラスパッケージを封止する方法が必要とされている。この必要性は、本発明の封止技法の１つ以上を使用することによって満たされる。

本発明は、密封されたＯＬＥＤディスプレイおよび密封されたＯＬＥＤディスプレイを製造する方法を含む。基本的に、本発明の密封されたＯＬＥＤディスプレイは、第１の基板と第２の基板を提供することによって製造される。ＯＬＥＤは、第１の基板上に堆積されており、フリットは第２の基板上に堆積されて、フリットパターン１０８を形成している。フリットがそれらの間に位置するように第１と第２の基板を位置決めした後、フリットを第１と第２の基板に結合させ、第１と第２の基板を連結しかつＯＬＥＤを保護する機密シールを形成するのに十分にフリットを加熱しそれを軟化させるために、レーザが用いられる。明瞭にするために、「フリットを第１と第２の基板に結合させるのに十分にフリットを加熱しそれを軟化させる」という概念は、以後、単に、「フリットの軟化」、「軟化されているフリット」などと称する。フリットは、レーザがフリットに向けられたときに、フリットが軟化し、基板との結合を形成するように、レーザがフリットに吸収されるように、少なくとも一種類の遷移金属、または他の無機エネルギー吸収成分、および随意的なＣＴＥ低下充填剤がドープされたガラスである。これにより、フリットが、ＯＬＥＤパッケージ全体ではなく、フリットのみを直接加熱することよって、ＯＬＥＤに熱的損傷を与えずに、気密シールを形成する。気密シールに残留応力が生じるのを防ぐために、本発明においては、レーザ経路と出力、または出力プロファイルが制御される。それゆえ、レーザ経路は、レーザがフリットパターンに入りまたは向けられ、フリットパターンをトレースし、フリットパターンの一部分を再トレースし、次いで、フリットパターンを出るように制御される。レーザ出力は、１）レーザが、フリットに２枚の基板を連結する気密シールを形成させるのには不十分なレーザ出力でフリットパターンに入り、２）レーザ出力を、フリットに２枚の基板を連結する気密シールを形成させるのに十分な目的のレーザ出力となるまで、レーザにフリットパターンをトレースさせながら、増加させ、３）次いで、レーザ出力を、レーザがフリットパターンを出る前に、フリットに２枚の基板を連結する気密シールを形成させるのには不十分なレーザ出力まで、フリットパターンの選択された位置で減少させるように、制御される。

本出願において、「フリットに気密シールを形成させるのには不十分なレーザ出力」などの語句は、レーザ出力が、フリットに、レーザの一回の通過で気密シールを形成させるのには不十分であるのを意味することが意図されている。「フリットに気密シールを形成させるのには不十分なレーザ出力」を有するレーザを二回通過させると、フリットに気密シールを形成させるのに十分な熱がフリットに与えられるであろう。「フリットに気密シールを形成させるのには不十分なレーザ出力」を有するレーザの二回の通過が記載されている本発明において、二回の通過によりフリットに与えられる追加のエネルギーが、フリットに気密シールを形成させるのに十分であり、実際に、フリットが気密シールを形成することが意図されている。

以下の詳細な説明を、添付の図面と一緒に参照することによって、本発明がより完全に理解されるであろう。

図３は、本発明の新規の態様を含んでいない、ガラスパッケージを封止する方法を示している。この方法において、レーザ１３２は、同じ位置３０６でフリットパターンに入って出るレーザ経路１３６に沿って方向付けられる。レーザ出力は、変動されないという意味で制御されていない。むしろ、レーザ出力は、フリットを軟化させ、２枚の基板を連結する気密シールを形成させる出力に設定されている。

図１および２を参照すると、本発明の第１の実施の形態により製造された密封されたＯＬＥＤディスプレイ１００が開示されている。本発明の封止プロセスは、密封されたＯＬＥＤディスプレイ１００の製造に関して以下に記載されているが、同じまたは類似の封止プロセスを、２枚のガラス板を互いに封止する必要のある他の用途に使用しても差し支えないことを理解すべきである。したがって、本発明は、制限された様式で考えられるべきではない。

図１および２は、密封されたＯＬＥＤディスプレイ１００の基本構成部材、ＯＬＥＤ素子を封止するために用いられるレーザ発生器１２８およびレーザ１３２を示す平面図と側面断面図である。ＯＬＥＤディスプレイ１００は、第１の基板１１２、ＯＬＥＤ１０４のアレイ、閉じたフリットパターン１０８に堆積されたドープトフリット１２０および第２の基板１１６の多層積層体を備えている。本発明の方法の適用に従えば、ＯＬＥＤディスプレイ１００は、第１の基板１１２と第２の基板１１６（例えば、ガラス板１１２および１１６）の間に位置するＯＬＥＤ１０４を保護するフリット１２０から形成された気密シール１２４を有している。気密シール１２４は、一般に、ＯＬＥＤディスプレイ１００の周囲に位置しており、ＯＬＥＤ１０４は、気密シール１２４の周囲の内部に位置している。気密シール１２４が、フリット１２０およびレーザ発生器１２８などの補助的な構成要素からどのように形成されるかが、以下詳細に説明されている。

本発明のある実施の形態において、第１と第２の基板１１２および１１６は、コード１７３７（商標）ガラスまたはＥａｇｌｅ１１２０（商標）ガラスの商標名でコーニング社(Corning Incorporated)により製造販売されているものなどの透明ガラス板であって差し支えない。あるいは、第１と第２の基板１１２および１１６は、例えば、旭硝子社により製造販売されているもの（例えば、ＯＡ１０ガラスおよびＯＡ２１ガラス）、日本電気硝子社、ＮＨテクノ社およびサムソン・コーニング・プレシジョン・ガラス社(Samsung Corning Precision Glass Co.)により製造販売されているものなどの透明ガラス板であって差し支えない。ＯＬＥＤ用途において、第１と第２のガラス板が、同じ熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する、またはＣＴＥにおける差がほとんどないことが非常に望ましい。

ＯＬＥＤ１０４および他の回路が第１の基板１１２上に堆積されている。一般的なＯＬＥＤ１０４は、陽極電極、１つ以上の有機層および陰極電極（図示せず）を備えている。しかしながら、ＯＬＥＤディスプレイ１００において、どのような公知のＯＬＥＤ１０４または将来のＯＬＥＤ１０４も使用できることが当業者には容易に認識できるはずである。再度、ＯＬＥＤディスプレイ１００が製造されているのではなく、代わりに、本発明の封止プロセスを用いて非ＯＬＥＤガラスパッケージが製造されている場合、ＯＬＥＤおよび他の回路を堆積させる工程を省けることを認識すべきである。

一般に、フリット１２０が第２の基板１１６上に堆積されてフリットパターン１０８が形成される。例えば、フリット１２０は、第２の基板１１６の縁から約１ｍｍ離れて配置することができる。ある実施の形態において、フリット１２０は、例えば、鉄、銅、バナジウム、ネオジムなどを含む群より選択される一種類以上のレーザエネルギー吸収種を含有する低溶融温度ガラスフリットである。フリット１２０には、２枚の基板１１２および１１６の熱膨張係数と一致するか実質的に一致するように、フリット１２０の熱膨張係数を変化させる充填剤、またはＣＴＥ充填剤（例えば、逆転(inversion)充填剤、付加(additive)充填剤）をドープしてもよい。ＣＴＥを一致させることは、得られるシールにおいて冷却時に導入される応力を避けるために重要であり得る。いくつかの例示のフリット１０６の組成が以下の表１に与えられている。

本発明は、気密ガラスパッケージのレーザ封止に適していることが、現在知られている、もしくはまだ発見されていない任意のフリットに使用してよい。

随意的な工程において、フリット１２０を第２の基板１１６上で予備焼結しても差し支えない。これを実施するためには、第２の基板１１６上に堆積されたフリット１２０は、焼結され、第２の基板１１６に付着するように加熱される。

次いで、基板１１２および１１６を、基板１１６上に堆積されたフリットが、両方の基板に接触するように配置する。次いで、フリット１２０が、第１の基板１１２を第２の基板１１６に連結して結合する気密シール１２４を形成するような様式で（以下に詳しく説明する）、フリット１２０をレーザにより加熱する（図２参照）。第１の基板１１２を第２の基板１１６に結合することに加え、気密シール１２４は、周囲の環境中の酸素と水分がＯＬＥＤディスプレイ１００中に入るのを防ぐことによって、ＯＬＥＤ１０４を保護する。図１および２に示されているように、気密シール１２４は、一般に、完成したＯＬＥＤディスプレイ１００の縁の丁度内側に位置している。

図４および５は、本発明のある実施の形態の気密性および封止強度の利点を与える追加の工程を示している。図４は、フリットパターン１０８を形成するフリット１２０が、基板１１２／１１６の間に挟まれるように、第１の基板１１２が第２の基板１１６上に載せられたＯＬＥＤデバイスの平面図を示している。この図を用いて、本発明の２つの特徴、レーザ経路制御およびレーザ出力制御を説明する。

フリットを加熱するレーザ１３２は、レーザが経路１３６に従うように制御される。この経路は、フリットパターン１０８の外側で始まることが好ましいが、フリットパターン１０８の内側で始まっても差し支えない。それゆえ、例えば、図４において、レーザ１３２の経路は参照番号１３６で示されている。レーザ経路１３６の点線部分は、フリットパターン１０８から外れているレーザ経路１３６の部分であり、一方で、経路の実線部分は、フリットパターン１０８と一致するレーザ経路の部分に相当する。レーザは、フリットパターン入口位置１４０でフリットパターンに入り、フリットパターン全部をトレースし、そのパターンの一部を再トレースし、最終的に、フリットパターン出口位置１４４でフリットパターンを出る。フリットパターン入口位置１４０とフリットパターン出口位置１４４の間にあるフリットパターンの部分は、二度トレースされ、ここでは、「再トレースされるフリットパターンの部分」１４８などと称される。フリットパターン入口位置１４０およびフリットパターン出口位置１４４は、フリットパターンの再トレース部分１４８が直線であり、フリットパターン１０８の１つの側部全てを包含するように配置されているのが図４に都合よく示されているが、フリットパターン入口位置１４０およびフリットパターン出口位置１４４は、フリットパターンの再トレース部分１４８が、フリットパターン１０８の１つの側部全てよりもフリットパターンの多くまたは少なく包含し、またフリットパターンの角部または他の非直線部１４８を包含するように配置されていても差し支えないことを理解すべきである。

レーザ１３２の経路を制御することに加え、本発明の方法は、レーザ１３２からフリットに与えられるエネルギーの制御、または言い換えれば、フリットの加熱の制御を含む。フリットに与えられるまたは吸収されるエネルギーの量は、以下に限られないが、フリットをトレースするときのレーザスポットの並進速度（レーザスポットが、レーザ１３２とフリットパターンとの交点と定義される場合）、レーザ１３２のワット数、レーザスポットのサイズ、レーザスポットの形状を含む、いくつかのパラメータの内の１つ以上を変化させることによって、またフリットをマスキングすることによって、制御できる。本発明の説明を容易にするために、「フリットに与えられ、それにより、フリットによって吸収されるエネルギーの制御」は、ここでは、「レーザ出力の制御」と称されるが、これは、レーザのワット数を制御することに制限されると考えるべきではない。レーザのワット数の制御は、都合よいが、フリットに与えられ、フリットによって吸収されるエネルギーを制御する単に１つの手段である。

図４および５を参照すると、本発明の方法は、レーザ１３２がフリットパターンの入口位置１４０に入るときに、レーザ出力が、フリットに２枚の基板を連結する気密シールを形成させるのには不十分なようにレーザ出力を制御することを含む。この不十分なレーザ出力状態は、レーザ発生器１２８がオフにされているゼロ出力状態を含む。フリットパターン入口位置１４０でフリットパターン１０８に入った後で、フリットパターンの再トレース部分１４８の上を最初にトレースしている最中に、レーザ出力が、フリットに一回の通過で２枚の基板を連結する気密シールを形成させるのに十分になるように選択された目的出力に到達するまで、そのレーザ出力が上昇区間１５２に亘り増加せしめられる。この上昇区間１５２は、レーザ出力が、最初に増加せしめられるフリットパターン位置１５６で始まり、目的のレーザ出力の制御に到達したフリットパターン位置１６０で終わる。上昇区間１５２の長さは、少なくとも約３ｍｍであることが好ましく、少なくとも１０ｍｍであることが都合よい。

目的出力は、両方の基板１１２／１１６を濡らすようにフリット１２０を一回の通過で十分に軟化させるのに十分なレーザ出力であるが、基板１１２／１１６またはそれに取り付けられたＯＬＥＤ１０４を望ましくないほど加熱するのには不十分なレーザ出力として定義できる。したがって、目的出力は、ある範囲のレーザ出力から選択できる。また、目的出力は、レーザの一回の通過で、フリットに気密シールを形成させ、２枚の基板を連結させるのに十分なレーザ出力であるが、基板またはそれに取り付けられたＯＬＥＤを望ましくないほど加熱するのには不十分なレーザ出力としても定義できる。このレーザ出力は、常に、フリットに気密シールを形成させるのに要求される最小のレーザ出力であることが都合よい。この範囲は、例えば、基板のガラスまたはＯＬＥＤを損傷せずに、一貫した湿潤が得られるまで、レーザ出力を変動させることによって、容易に決定できる。

本発明のこの実施の形態において、目的出力に一旦到達したら、レーザ１３２は、レーザ出力が最初に目的出力に到達したフリットパターン位置１６０に到達するまで、１つ以上の選択された目的出力でフリットパターン１０８をトレースし続け、到達したら、レーザ出力が、フリットに気密シールを形成させるのに不十分な選択された出力に到達するまで、降下区間１６４に亘りレーザ出力を減少させる。フリットパターンの降下区間１６４は、レーザ出力が最初のトレースで最初に目的出力に到達し、レーザ出力が２回目のトレースで目的出力未満に減少されるフリットパターン位置１６０で始まり、レーザ出力が、一回の通過で、フリットに気密シールを形成させるのには不十分な選択された出力まで減少させられるフリットパターン位置１６８で終わる。降下区間１６４の長さ、すなわち、レーザ出力が目的出力から、フリットに気密シールを形成させるのに不十分な選択された出力まで減少させられる距離は、少なくとも約５ｍｍ、都合よくは少なくとも約７ｍｍ、より都合よくは少なくとも約１０ｍｍである。次いで、レーザ１３２は、フリットパターン出口位置１４４から出る。

本発明のこの実施の形態におけるレーザ出力制御が、フリットパターン上のレーザ１３２の位置の関数としてレーザ出力をプロットした図５にさらに示されている。図４を参照して上述したように、レーザ１３２は、フリットパターン１０８にフリットパターン入口位置１４０で入り、フリットパターン１０８全体をトレースし、次いで、フリットパターン入口位置１４０でフリットパターン１０８の再トレースを始め、次いで、最終的に、フリットパターン１０８フリットパターン出口位置１４４で出る。このグラフは、フリットパターンの再トレース部分１４８に亘るレーザ１３２の最初と２回目のトレース中のレーザ出力を示している。実線１８０は、フリットパターン位置１５６および１６０の間の上昇を含む、最初のトレース中のレーザ出力プロファイルを示しており、点線１８４は、フリットパターン位置１６０および１６８の間の降下を含む、２回目のトレース中のレーザ出力プロファイルを示している。レーザ１３２がフリットパターン入口位置１４０で入るときに、レーザ出力は、フリットに気密シールを形成させるのには不十分な選択された出力に維持される。レーザ出力が最初に増加させられるフリットパターン位置１５６で始まり、レーザ１３２が、レーザ出力が目的出力１９６に到達したフリットパターン位置１６０に到達するまで、レーザ出力が増加せしめられる。レーザ出力は、フリットパターンに入ったら直ちに増加させても差し支えなく、この場合、フリットパターン位置１４０と１５６が一致することに留意されたい。レーザ１３２がフリットパターン１０８の最初のトレースを完了した後、フリットパターン入口位置１４０でフリットパターン１０８を再トレースし始める。次いで、レーザ１３２が、レーザ出力が最初に目的出力１９６に到達したフリットパターン位置１６０に到達したときに、レーザ出力は、フリットパターン位置１６８で、一回の通過でフリットに気密シールを形成させるのに不十分な第２の選択されたレーザ出力まで徐々に減少させられる。フリットに気密シールを形成させるのに不十分な第１と第２の選択されたレーザ出力（１７６および１９２）は、同じ（図５および７に示されたように）であっても、異なっていても差し支えないことに留意されたい。次いで、レーザ１３２は、フリットパターン１０８を、フリットパターン出口位置１４４で去る。レーザ１３２は、レーザ出力が、フリットを軟化させるのに不十分な選択されたレーザ出力に到達するのと同じ位置でフリットパターンを去っても差し支えなく、この場合、フリットパターン位置１６８および１４４は一致することに留意されたい。

フリットパターン１０８の再トレース部分１４８の最初のトレース中のレーザ出力プロファイルが、線形上昇を有するものとして、図５に都合よく示されている。しかしながら、本発明は、線形上昇に制限されるものと考えるべきではない。徐々の変化を含む限り、すなわち、フリットの加熱速度対距離が約１００℃／ｍｍを超えない限り、どのようなプロファイルを用いても差し支えない。

図６および７に示された本発明の第２の実施の形態は、以下の様式で、図４および５に示された第１の実施の形態とは異なっている。

第１の実施の形態において、目的出力に最初に到達するフリットパターン位置およびレーザ出力が最初に減少する位置は、上昇区間と降下区間が重複しない目的レーザ出力の「ゼロ重複」と称されるように、同じ位置である。第２の実施の形態において、上昇区間はフリットパターン位置１５６で始まり、フリットパターン位置１６０で終わり、一方で、降下区間は、フリットパターン位置１７２で始まり、フリットパターン位置１６８で終わるため、フリットパターン位置１７２と１６０との間で、上昇区間と降下区間が重複する。この重複により、第１のトレース中と第２のトレース中のいずれもレーザ１３２が目的出力にはないフリットパターンの部分が生じる。この重複が図７にグラフで示されている。

それゆえ、例えば、図６において、レーザ１３２の経路は参照番号１３６により示されている。レーザ経路１３６の点線部分は、フリットパターン１０８から外れたレーザ経路１３６の部分であり、一方で、経路の実線部分は、フリットパターン１０８と一致するレーザ経路に相当する。

レーザ１３２は、フリットに気密シールを形成させるのに不十分な選択されたレーザ出力でフリットパターン入口位置１４０で入る。次いで、レーザ出力は、フリット位置１５６で上昇し始め、レーザ出力がフリットパターン位置１６０で選択された目的出力に到達するまで上昇する。次いで、レーザは、フリット位置１５６を通過し、フリットパターン位置１７２に到達するまで、１つ以上の選択された目的出力でフリットパターン１０８をトレースし続け、フリットパターン位置１７２に到達した際に、レーザ出力は、フリット位置１６８でフリットに気密シールを形成させるのに不十分な選択された出力に到達するまで、減少させられる。レーザ出力が目的出力から、フリットに気密シールを形成させるのに不十分な選択された出力まで減少させられるフリット位置１７２と１６８との間の距離は、少なくとも約５ｍｍである。次いで、レーザ１３２はフリットパターン出口位置１４４から出る。フリット位置１７２と１６０の間に位置するフリットパターン１０８の区間は、目的出力でトレースされていないフリットパターン１０８の重複部分である。番号の付されたフリット位置の順序は図６に正確に示されているが、番号の付されたフリット位置の間の距離は、正しい縮尺で描かれておらず、その距離が変動することも本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

本発明のこの実施の形態のレーザ出力の制御が、フリットパターンの再トレース区間１４８上のレーザ１３２の位置の関数としてレーザ出力をプロットした図７にさらに示されている。実線１８０は、フリットパターン位置１５６と１６０の間の上昇区間を含む最初のトレース中のレーザ出力プロファイルを示し、点線１８８は、フリットパターン位置１７２と１６８の間の降下区間を含む２回目のトレース中のレーザ出力プロファイルを示す。レーザ１３２はフリットパターン入口位置１４０でフリットパターンに入るときに、レーザ出力は、フリットに気密シールを形成するのに不十分な第１の選択された出力１７６にある。次いで、レーザ出力は、レーザ１３２がフリットパターン位置１６０で選択された目的出力１９２に到達するまで、フリットパターン位置１５６で徐々に上昇し始める。レーザ１３２は、フリットパターン１０８（図示せず）をトレースし続ける。レーザ１３２がフリットパターン１０８の最初のトレースを完了した後、点線１８８により示されるように、フリットパターン１０８を再トレースし始める。次いで、レーザ１３２が、レーザ出力を最初に増加させたフリットパターン位置１５６を通過した後であって、選択された目的出力に最初に達したフリットパターン位置１６０に到達する前に、フリットパターン位置１７２で、レーザ出力を減少させ始める。レーザ出力は、フリットパターン位置１７２と１６８の間で、フリットを軟化させるのには不十分な第２の選択されたレーザ出力１９２まで減少させられる。フリットを軟化させるのには不十分な第１と第２の選択されたレーザ出力１７６および１９２は、図７に示されたように同じであっても、異なっていてもよいことに留意されたい。次いで、レーザ１３２は、フリットパターン出口位置１４４で、フリットパターン１０８を去る。フリットパターン位置１５６と１６０の間で増加するときのレーザ出力プロファイルが、線形増加として図７に都合よく示されている。しかしながら、本発明は、線形増加に制限されるものと考えるべきではない。加熱変化率対距離が約１１２℃／ｍｍを超えない限り、どのようなプロファイルを用いても差し支えない。

レーザ１３２が最初の目的出力１９６に到達する位置は、フリットパターンの再トレース区間に位置するが、レーザ出力が目的出力から減少し始める位置の後にあるのが分かる。これは、重複と称される。この重複は、フリットの温度を、余計な残留応力を生じさせるかもしれない温度、例えば、約５００℃に上昇させるのを防ぐのに都合よい。

図５および７の両方は、単位距離当たりのレーザ出力の増加と減少の線形比率と等比率を示しているが、多数の線形、非線形および不等の比率、すなわち、増加率と減少率との間で等しくないことも、本発明の教示に含まれることを理解すべきである。それゆえ、例えば、レーザ出力の増加率または減少率は、複数の別個の線形率を有していても、まったく線形でなくともよい。さらに、レーザ出力が増加している距離は、レーザ出力が減少している距離より短くても、等しくても、長くてもよい。

本発明のＯＬＥＤディスプレイ１００が、図１、４および６において単独のＯＬＥＤディスプレイとして示されているが、商業上は、図８に示すように、いくつかのＯＬＥＤディスプレイが１枚の基板に形成されていることに留意すべきである。ＯＬＥＤディスプレイ１００を封止し、次いで、個々のディスプレイに切断することができる。

本発明の都合の良い実施の形態において、フリットパターン入口位置１４０および出口位置１４４は、レーザの「フリットパターンから外れた」動き、すなわち、個々のフリットパターンの間のレーザの動きを最小にするような様式でフリットパターン上に位置している。これは、多数のＯＬＥＤディスプレイ１００を封止するのにかかる時間を最小にするのに役立つ。

本発明の特別な実施の形態を論じてきたが、本発明の範囲および精神から逸脱しないこれらの実施の形態への様々な改変は、ここの開示から当業者には明白である。添付の特許請求の範囲は、ここに述べられた特別な実施の形態、並びにそのような改変、変更および同等物を包含することが意図されている。

本発明による密封されたＯＬＥＤディスプレイの基本構成部材を示す平面図 本発明による密封されたＯＬＥＤディスプレイの基本構成部材を示す側面断面図 ドープトフリットを用いてガラスパッケージを封止する従来技術の方法を説明するために用いられるガラスパッケージの平面図 本発明の第１の実施の形態を説明するために用いられるガラスパッケージの平面図 図４に示された本発明の第１の実施の形態に関する、レーザ出力とフリットパターンの一部分上のレーザ位置との関係を示すグラフ 本発明の第２の実施の形態を説明するために用いられるガラスパッケージの平面図 図６に示された本発明の第２の実施の形態に関する、レーザ出力とフリットパターンの一部分上のレーザ位置との関係を示すグラフ 基板１１２および１１６の間に挟まれた多数のフリットパターン１０８の平面図

符号の説明

１００ ＯＬＥＤディスプレイデバイス
１１２，１１６ 基板
１２０，１２４ フリット
１０４ ＯＬＥＤ
１０８ フリットパターン
１３２ レーザ
１４０ フリットパターン入口位置
１４４ フリットパターン出口位置
１４８ フリットパターンの再トレース区間

Claims (10)

1. ２枚の基体の間にパターン状に配置されたフリットをレーザにより加熱して、該２枚の基体間に素子を密封した気密シールが形成されたパッケージを製造する方法であって、前記フリットのパターンをトレースするレーザの経路および該フリットに与えるレーザのエネルギーを制御して、前記気密シール内に残留応力を生じさせないようにして前記パッケージを製造する方法において、
   レーザを前記フリットパターンに向けて移動する工程、
   前記レーザが前記フリットパターンに到達した際に前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを、前記フリットが気密シールを形成するのには不十分な初期エネルギーレベルとする工程、
   前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを前記初期エネルギーレベルから、前記フリットが気密シールを形成し前記２枚の基体を連結させるのに十分であるが該２枚の基体または前記素子に悪影響を与えない程度の大きさの目的エネルギーレベルまで上げながら、前記フリットパターンをトレースする工程、
   前記目的エネルギーレベルを保持しながら、前記レーザで前記フリットパターンのトレースを続ける工程、
   前記フリットパターン全部の１回目のトレースが終了した後、前記レーザで前記フリットパターンの一部を再トレースする間に前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを、前記目的エネルギーレベルから、前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下げる工程、
   前記レーザを前記フリットパターンから離す工程、
   の各工程を有してなり、
   前記フリットパターンの全ての箇所において、前記レーザにより前記フリットに与えられるエネルギーが前記気密シールを形成するのに十分となるようにし、
   前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記目的エネルギーレベルから前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が、前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記初期エネルギーレベルから前記目的エネルギーレベルまで上がる際にトレースされるフリットパターンの箇所と少なくとも一部重なることを特徴とする方法。
2. ２枚の基体の間にパターン状に配置されたフリットをレーザにより加熱して、該２枚の基体間に素子を密封した気密シールが形成されたパッケージを製造する方法であって、前記フリットのパターンをトレースするレーザの経路および該フリットに与えるレーザのエネルギーを制御して、前記気密シール内に残留応力を生じさせないようにして前記パッケージを製造する方法において、
   レーザを前記フリットパターンに向けて移動する工程、
   前記レーザが前記フリットパターンに到達した際に前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを、前記フリットが気密シールを形成するのには不十分な初期エネルギーレベルとする工程、
   前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを前記初期エネルギーレベルから、前記フリットが気密シールを形成し前記２枚の基体を連結させるのに十分であるが該２枚の基体または前記素子に悪影響を与えない程度の大きさの目的エネルギーレベルまで上げながら、前記フリットパターンをトレースする工程、
   前記目的エネルギーレベルを保持しながら、前記レーザで前記フリットパターンのトレースを続ける工程、
   前記フリットパターン全部の１回目のトレースが終了した後、前記レーザで前記フリットパターンの一部を再トレースする間に前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルを、前記目的エネルギーレベルから、前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下げる工程、
   前記レーザを前記フリットパターンから離す工程、
   の各工程を有してなり、
   前記フリットパターンの全ての箇所において、前記レーザにより前記フリットに与えられるエネルギーが前記気密シールを形成するのに十分となるようにし、
   前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記目的エネルギーレベルから前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が、前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記初期エネルギーレベルから前記目的エネルギーレベルまで上がる際にトレースされるフリットパターンの箇所の終点の位置で始まることを特徴とする方法。
3. 前記基体が基板からなることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記初期エネルギーレベルから前記目的エネルギーレベルまで上がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約３ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記初期エネルギーレベルから前記目的エネルギーレベルまで上がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約５ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
6. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記初期エネルギーレベルから前記目的エネルギーレベルまで上がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約１０ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
7. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記目的エネルギーレベルから前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約５ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記目的エネルギーレベルから前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約７ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
9. 前記レーザが前記フリットに与えるエネルギーレベルが前記目的エネルギーレベルから前記フリットが気密シールを形成するのには不十分なレベルまで下がる際にトレースされるフリットパターンの箇所が少なくとも約１０ｍｍの長さであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
10. 請求項１から９いずれか１項記載の方法により製造された、気密シールに残留応力のないパッケージ。

Images