KR100881795B1 - 디스플레이 소자 캡슐화 방법 - Google Patents

디스플레이 소자 캡슐화 방법 Download PDF

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키스 제이. 베켄
엘. 로그노브 스테판
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 연장된 레이저 빔을 이용하여 OLED 장치 레이저 밀봉 처리에 있어서의 스트레스를 최소화하기 위한 방법에 관한 것이다. 빔의 세로축으로부터의 거리의 함수에 따라 감소하는 강도 분포를 갖는 레이저 빔은, 상기 빔의 세로축으로부터의 거리의 함수에 따라 감소하는 길이방향 강도 분포와 거의 일정한 폭방향 강도 분포를 갖는 연장된 빔을 생성하기 위해 마스크를 통해 통과된다. 상기 연장된 빔은 2개의 기판 사이에 배치된 유리재 라인을 따라 횡단된다. 점점 작아지는 길이방향 강도 분포는 빔이 유리재 라인을 횡단함에 따라 그 유리재의 느린 냉각을 제공한다.

Description

디스플레이 소자 캡슐화 방법{A METHOD OF ENCAPSULATING A DISPLAY ELEMENT}
본 발명은 평판 패널 디스플레이 장치용 글래스 기판에 사용되는 디스플레이 소자를 캡슐화하기 위한 방법에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diodes)는 이들의 사용 목적 및 폭 넓은 다양한 발광소자의 잠재적인 사용 목적 때문에 최근 아주 많은 연구가 이루어지고 있다. 예컨대, 싱글 OLED가 불연속 발광소자에 사용되거나 이들 OLED의 어레이가 조명 응용 또는 평판-패널 디스플레이 응용(예컨대, OLED 디스플레이)에 사용될 수 있다. 특히, OLED 평판 패널 디스플레이는 매우 밝으며 양호한 색 대비 및 넓은 시야각을 갖는 것으로 잘 알려져 있다. 상기 OLED 디스플레이 내에 위치된 전극 및 유기층이 주위의 환경으로부터 완전 밀봉되면 상기 OLED 디스플레이의 수명이 크게 증가될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, OLED 디스플레이 및 특히 그 안에 위치된 전극 및 유기층은 주위의 환경으로부터 OLED 디스플레이 내로 누설하는 산소 및 습기와의 상호작용에 의해 붕괴되기 쉽다. 불행하게도, 과거에는 OLED 디스플레이를 완전 밀봉하기 위한 밀봉 처리기술을 발전 시키는데 매우 어려움을 겪었다. OLED 디스플레이를 적절하게 밀봉하는데 어려움을 야기하는 몇가지 요인을 이하에 간략히 기술하였다:
ㆍ 허메틱 실(hermetic seal)은 산소(10-3cc/m2/day) 및 물(10-6g/m2/day)에 대한 차단성을 제공해야 한다.
ㆍ 허메틱 실의 크기는 OLED 디스플레이의 크기에 역효과를 갖지 않도록 최소(예컨대, ＜2mm)가 되어야 한다.
ㆍ 밀봉 처리 동안 발생된 온도는 OLED 디스플레이 내의 물질(예컨대, 전극 및 유기층)을 손상시키지 않아야 한다. 예컨대, OLED 디스플레이 내의 실(seal)로부터 약 1-2mm에 위치한 OLED의 첫번째 픽셀은 밀봉 처리 동안 100℃ 이상으로 가열되지 않아야 한다.
ㆍ 밀봉 처리 동안 방출된 가스는 OLED 디스플레이 내의 상기 물질을 오염시키지 않아야 한다.
ㆍ 허메틱 실은 OLED 디스플레이를 삽입하기 위한 전기적 커넥션(예컨대, 박막 크롬 전극)이 가능해야 한다.
OLED 디스플레이를 밀봉하기 위한 방식 중 하나는 특정 파장의 광에서 높게 흡수되는 물질이 도핑된 저온 유리재(frit)를 용융시켜 허메틱 실을 형성하는 방식이 있다. 예컨대, 고출력 레이저는 그 위에 유리재를 갖춘 커버 글래스와 그 위에 OLED를 갖춘 기판 글래스 사이에 허메틱 실을 형성하는 유리재를 가열하여 연화(softning)시키는데 사용된다. 그 유리재는 통상 약 0.5mm 내지 1mm의 폭과 약 6-100㎛ 두께이다. 만약 상기 유리재의 흡수성과 두께가 균일하면, 그 유리재 위치에 균일한 온도 상승을 제공하도록 일정한 레이저 에너지 및 이동속도로 밀봉이 행해질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 가열된 유리재(및 기판)의 적절한 냉각없이, 밀봉 처리 동안 발생된 열적 스트레스로 인해 유리재 및/또는 기판의 크랙킹이 발생할 수 있다. 유리재를 용융시켜 기판을 밀봉하기 위해 유리재의 충분한 가열을 제공하는 유리재의 가열방법이 필요한 반면, 지나치게 가열하지 않으면서 디스플레이 소자에 손상을 입히지 않는 유리재의 적절한 냉각을 제공하는 방법이 필요하다.
본 발명에 따른 1실시예에는, 적어도 하나의 유리재 월(wall)에 의해 분리된 제1기판 및 제2기판과, 이 제1기판과 제2기판 사이에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 소자를 제공하는 단계; 상기 제1기판을 통해 상기 적어도 하나의 유리재 월 상에 레이저 빔을 비추는 단계; 및 상기 유리재를 가열하여 상기 제1기판을 상기 제2기판에 밀봉하기 위해 상기 월의 길이를 따라 상기 빔을 이동시키는 단계로 이루어진 방법이 개시된다. 상기 빔 이동방향의 상기 비추는 빔의 강도 분포는 상기 빔의 세로축으로부터의 거리의 함수에 따라 감소하고, 상기 이동방향에 직교하는 방향의 상기 비추는 빔의 강도 분포는 상기 빔의 피크 강도로부터 약 10% 이하까지 변한다. 바람직하게, 적어도 하나의 유리재 월은 프레임 형태로 이루어진다. 더욱이, 복수의 디스플레이 소자는 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치된다. 바람직하게, 상기 빔은 슬릿(slit) 형태의 투명영역을 이루는 마스크를 통해 통과한다. 상기 마스크는 흡수 표면 또는 반사 표면을 포함한다. 바람직하게, 상기 빔은 약 10mm/s 이상의 속도로 유리재에 걸쳐 이동한다. 그 이동은 적어도 하나의 갈바닉 미러(galvanic mirror)로부터 그 빔을 반사함으로써 달성된다.
본 발명은 이하의 첨부 도면 및 상세한 설명에 따라 용이하게 이해될 수 있으며, 그에 따른 본 발명의 또 다른 목적, 특성, 상세한 기술내용 및 장점 또한 어떠한 제한없이 이하의 첨부 도면 및 상세한 설명에 따라 보다 명확해질 것이다. 그와 같은 모든 추가적인 시스템, 방법 특징 및 장점은 본 발명의 설명 및 목적에 포함되며, 수반되는 청구항에 의해 보호될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 횡단측면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1기판과 그 위에 적층된 유리재의 횡단측면도,
도 3은 프레임 형태로 적층된 유리재를 나타낸 도 2의 제1기판의 상면도,
도 4는 디스플레이 소자와 그 위에 적층된 전극을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 부분 횡단측면도와, 밀봉 동작 동안 레이저 및 그 레이저 빔의 위치를 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 마스크의 부분 상면도 및 유리재의 일부를 나타낸 도면,
도 6은 복수의 OLED 디스플레이 장치를 밀봉하기 위한 복수의 투명영역을 갖 는 마스크의 상면도,
도 7은 고유의 냉각 곡선과 비교된, 유리재에 걸친 레이저 스폿의 여러가지 이동속도로 포커스된 레이저 빔에 의해 밀봉된 OLED 디스플레이 장치에 대한 냉각 곡선(비)의 플롯,
도 8은 고유의 냉각 곡선과 비교된, 유리재에 걸친 레이저 스폿의 여러가지 이동속도로 디포커스된 레이저 빔에 의해 밀봉된 OLED 디스플레이 장치에 대한 냉각 곡선(비)의 플롯,
도 9는 디스플레이 소자와 그 위에 적층된 전극을 갖춘 디스플레이 장치의 횡단측면도와, 밀봉 동작 동안 레이저 및 갈보미터 제어된 레이저 빔의 위치를 나타낸 도면이다.
이하의 상세한 설명에서 기술된 예시의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 한정하지 않으며 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위한 것이다. 그러나, 본 발명에 기술된 특정의 상세한 설명 외에 다른 실시예에도 본 발명이 적용될 수 있다는 이점에 대해서는 당업자에게는 자명할 것이다. 더욱이, 본 발명의 설명이 불명료해지지 않도록 공지의 장치, 방법 및 물질에 대한 설명은 생략한다. 마지막으로, 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 붙인다.
비록 본 발명의 밀봉기술들이 완전 밀봉된 OLED 디스플레이의 제조와 관련하여 이하 기술될 지라도, 폭 넓은 다양한 응용 및 장치에 사용될 수 있는 2개의 글 래스 플레이트를 서로 밀봉하는데 동일하거나 유사한 밀봉기술들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 밀봉기술들은 제한된 방식으로 해석되지 않을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 완전 밀봉된 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 장치의 횡단측면도를 나타내며, 참조부호 10으로 표시된 상기 완전 밀봉된 OLED 디스플레이 장치는 제1기판(12), 유리재(14), 제2기판(16), 적어도 하나의 OLED 소자(18) 및 상기 OLED 소자와 전기적으로 접촉된 적어도 하나의 전극(20)으로 이루어진다. 통상, OLED 소자(18)는 애노드 전극 및 캐소드 전극과 전기적으로 접촉한다. 본 실시예에 사용된 바와 같이, 도 1의 전극(20)은 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 양쪽 모두를 나타낸다. 비록 단순화를 위해 단일의 OLED 소자만을 도시했을 지라도, 디스플레이 장치(10)는 그 안에 배치된 많은 OLED 소자를 갖춘다. 통상의 OLED 소자(18)는 다수의 유기층(도시 생략) 및 애노드/캐소드 전극을 포함한다. 그러나, 어떤 공지된 OLED 소자(18) 또는 미래의 OLED 소자(18)가 디스플레이 장치(10)에 사용될 수 있다는 것은 이 기술분야에 숙련된 자에게는 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 또한, 또 다른 타입의 박막소자가 OLED 소자(18) 외에 적층될 수 있다는 것도 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 박막 센서가 본 발명을 이용하여 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1기판(12)은 Corning Incorporated가 제조하여 판매하고 있는 브랜드명 Code 1737 glass 또는 Eagle 2000TM glass와 같은 투명 글래스 플레이트이다. 즉, 상기 제1기판(12)은, 예컨대 Asahi Glass Co.(예컨대, OA10 glass 및 OA21 glass), Nippon Electric Glass Co., NHTechno 및 Samsung Corning Precision Glass Co.가 제조하여 판매하고 있는 것과 같은 투명 글래스 플레이트가 될 수 있다. 제2기판(16)은 제1기판(12)과 같은 동일한 글래스 기판이 될 수 있고, 또 제2기판(16)은 불투명 기판이 될 것이다.
도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 제1기판(12)을 제2기판(16)에 대해 밀봉하기 전에, 통상 글래스 파우더, 바인더(보통 유기) 및/또는 액체 운반체로 이루어진 유리재 페이스트(paste)의 라인을 따라 유리재(14)가 제1기판(12) 상에 적층된다. 상기 유리재(14)는 우물형 패턴(well-shaped pattern)을 제공하는 프로그램가능 오거 로봇(auger robot)에 의해 또는 스크린-인쇄에 의해 제1기판 상에 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 유리재(14)는 제1기판(12)의 프리 엣지(13: free edge)로부터 약 1mm 떨어져 위치될 수 있으며, 통상 폐쇄된 프레임 또는 월 형태로 적층된다. 바람직한 실시예에 있어서, 유리재(14)는 밀봉 처리에 사용된 레이저의 동작 파장과 일치 또는 거의 일치하는 소정 파장에서 충분한 광 흡수 횡단면을 갖는 저온 글래스 유리재이다. 유리재(14)는, 예컨대 철, 동, 바나듐, 네오디뮴, 및 그들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택된 다수의 광 흡수 이온을 포함한다. 또한, 유리재(14)는 기판(12, 16)의 열팽창 계수와 일치 또는 거의 일치하도록 그 유리재(14)의 열팽창 계수를 변경하는 필러(예컨대, 역전 필러(inversion filler), 첨가 필러(additive filler))를 포함한다. 본 출원의 참조로 사용될 수 있는 예시된 유리재의 구성요소에 대한 좀더 상세한 설명은 "Glass Package that is Hermetically Sealed with a Frit and Method of Fabrication"으로 명칭된 미국특허특허 No.6,998,776에 기술되어 있으며, 이러한 문서의 기술내용은 본 출원에 참조로 반영된다.
또한, 상기 유리재(14)는 제1기판(12)을 제2기판(16)에 밀봉하기 전에 미리 소결(sintering)된다. 이를 달성하기 위해, 제1기판(12) 상에 적층된 유리재(14)가 가열되어 상기 제1기판(12)에 부착된다. 다음에, 유리재 패턴이 위에 위치된 제1기판(12)은 유리재의 성분에 따른 온도로 유리재를 "소성(fires)" 또는 결합하여 굳게하는 노(furnace) 내에 놓일 수 있다. 상기 미리 소결하는 단계 동안, 상기 유리재(14)가 가열되고 그 유리재 안에 포함된 유기 바인더 물질이 연소된다.
상기 유리재(14)가 미리 소결된 후, 필요할 경우, 그 유리재 라인에 따른 높이 변동이 장치(10)의 적용에 따라 10㎛에서 최대 30㎛ 정도가 될 수 있는 통상의 목표 높이(h)로 약 2-4㎛를 초과하지 않도록 그라운드될 수 있는데, 보다 일반적으로 높이 h는 약 12-15㎛이다. 만약 높이 변동이 더 커지면, 상기 유리재(14)가 제2기판에 레이저 밀봉 동안 용융되거나 갭(gap)이 특히 상기 유리재 및/또는 기판의 냉각 동안 기판을 크랙(crack)할 수 있는 스트레스를 유입할 경우 그 갭은 메워지지 않을 것이다. 유리재(14) 높이(h)는 그 기판이 제1기판(12)의 배면측으로부터 밀봉되게 하는 적절한 두께이지 지나친 두께는 아니다. 만약 유리재(14)가 너무 얇으면, 파손을 야기하는 레이저 방사를 흡수하기에 충분한 물질을 남겨두지 못한다. 만약 유리재(14)가 너무 두꺼우면, 유리재를 용융하기 위해 첫번째 표면에서 충분한 에너지를 흡수할 수 있지만, 유리재를 용융하는데 필요한 에너지가 제2 기판(16)에 가장 가까운 유리재의 영역에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이것은 보통 2개의 글래스 기판의 빈약한 또는 일정치 않은 본딩을 야기한다.
미리 소결된 유리재(14)가 그라운드되면, 제1기판(12)이 이 지점에 축적된 모든 파편을 제거하기 위해 경한 초음파 세정 환경에 들어간다. 여기에 사용된 통상적인 용제는 추가적인 적층이 없는 디스플레이 글래스를 세정하기 위해 사용된 것보다 더 순해질 수 있다. 세정하는 동안, 온도는 적층된 유리재(14)의 붕괴를 피하기 위해 낮게 유지될 수 있다.
세정 후, 나머지 수분을 제거하기 위해 최종 처리 단계가 수행될 수 있다. 미리 소결된 제1기판(12)은 100℃에서 6시간 이상 진공 오븐 내에 놓여질 수 있다. 오븐으로부터 꺼내진 후, 상기 미리 소결된 제1기판(12)은 밀봉처리를 수행하기 전에 먼지 및 파편들이 그 위에 축적되는 것을 방지하기 위해 클린 룸 박스에 놓여질 수 있다.
밀봉 처리는 유리재(14), 다수의 OLED 소자(18) 및 전극(20)이 상기 유리재(14)에 의해 분리된 2개의 기판 12와 16 사이에 샌드위치되는 방식과 같이 다수의 OLED 소자(18)와 다수의 전극(20)이 상면에 위치된 제2기판(16)의 상부에 유리재(14)를 갖춘 제1기판(12)을 위치시키는 단계를 포함한다. 밀봉 처리 동안 접촉을 유지하도록 기판 12와 16에 경한 압력이 인가될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저(22)는 유리재(14)를 용융시켜 기판 12를 기판 16에 연결하여 접합하는 허메틱 실을 형성하기 위해 제1기판(12))을 통해 유리재(14) 상에 레이저 빔(24)을 향하게 하여 유리재(14)를 가열한다. 또한, 상기 허메틱 실은 주위 환 경의 산소 및 습기가 상기 OLED 디스플레이 장치(10)로 들어가는 것을 방지함으로써 상기 OLED 소자(18)를 보호한다.
예컨대, 레이저 빔(24)은 점차적으로 유리재(14) 내에서 온도 기울기를 만들기 위해 디포커스 될 수 있다. 만약 그 온도 기울기가 너무 가파르면(포커스가 너무 타이트하면), OLED 디스플레이 장치(10)는 크랙킹되어 심하게 손상될 수 있다. 유리재(14)는 보통 용융하기 전에 워밍업 및 쿨다운(cool down: 냉각) 단계를 필요로 한다. 또한, 미리 소결된 제1기판은 용융하기 전에 O2 및 H2O의 재흡착을 방지하기 위해 비활성 분위기에서 보관된다.
유리재 패턴에 대한 레이저(22; 또는 빔 24)의 이동속도는, 통상적으로 30mm/s와 40mm/s 사이일지라도, 약 0.5mm/s에서 최대 300mm/s 정도의 범위 사이를 왔다 갔다 할 수 있다. 유리재(14)의 광 흡수계수(α)와 두께(h)에 따라 레이저 빔으로부터 필요한 출력을 변경한다. 또한 필요한 출력은, 만약 반사 또는 흡수층이 전극(20)들을 제조하기 위해 사용된 물질과 같은 유리재(14)의 아래(유리재 14와 기판 16 사이)에 배치되면, 그리고, 유리재에 걸친 레이저 빔(24)의 이동속도에 의해 영향을 받는다. 또한, 상기 유리재(14)의 성분, 균질성 및 필러 파티클 크기가 바뀔 수 있다. 더욱이, 이것은 비추어지는 레이저 빔(24)의 광 에너지를 유리재가 흡수하는 방식에 악영향을 줄 수 있다. 레이저 빔(24)이 유리재(14)에 걸쳐 횡단함에 따라, 유리재(14)가 용융되어 또 다른 것에 기판 12와 16을 밀봉한다. 유리재 밀봉에 의해 야기된 기판 12와 16간 갭은 그 기판간 OLED 소자(18)를 위한 밀봉 포켓 또는 인벨로프를 형성한다. 만약 제2기판(16)이 밀봉 파장으로 투과되면, 제2기판(16)에 걸쳐, 또는 기판 12와 16 모두에 걸쳐 밀봉이 수행된다.
완전 밀봉된 기판 및 유리재의 냉각 동안 디스플레이 장치(10; 예컨대, 기판 12 및 16)가 과도한 스트레스를 받지 않도록 디스플레이 장치(10)의 냉각이 행해질 수 있다. 적절한 냉각에도 불구하고, 이들 스트레스는 기판들간 약한 접합을 야기시켜, 접합의 완전성에 악영향을 준다. 바람직하게, 기판 중 어느 하나를 통해 유리재 상에 비추어지는 레이저 빔은 방사 횡단면에서 거의 원형의 빔 형태를 갖는다. 따라서, 상기 레이저 빔은 보통 원형의 스폿으로서 상기 유리재 상에 비추어지고, 바람직하게 그 레이저 빔의 직경에 따른 강도 분포는 레이저 빔의 중심축에서 또는 근처에서 피크 강도를 갖는 레이저 빔의 축으로부터의 거리의 함수에 따라 감소한다. 예컨대, 그 레이저 빔은 거의 가우시안(Gaussian)이 될 것이다. 기존의 밀봉방법에 있어서의 스폿의 직경 2ω(여기서, ω은 빔의 강도가 최대 빔 강도 1/e2인 빔 축으로부터 떨어진 거리이다)는 보통 약 0.5mm와 1mm 사이와 비슷하여 유리재의 폭과 동일하거나 보다 작게 선택된다. 그러나, 고속의 밀봉속도, 예컨대 약 10mm/s 이상의 밀봉속도에 있어서, 유리재/기판의 어닐(anneal)을 야기할 수 있는 비교적 느린 냉각을 원할 때, 약 1mm 이하의 레이저 스폿 직경은 유리재 상의 특정 지점을 그 스폿이 통과함에 따라 유리재/기판의 빠른 냉각을 야기할 수 있다. 일반적인 룰에 따라, 보다 빠른 밀봉속도가 바람직하다. 첫번째, 처리량이 증가된다. 두번째, 레이저 출력에서의 허용가능한 변동은 보다 빠른 밀봉속도에서 더 크다. 한편, 상기 기술한 바와 같이, 빠른 냉각을 완화시키기 위한 스폿 직경의 증가는 기판들 사이에 샌드위치된 인접한 OLED 소자의 가열을 야기한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 본 실시예에서는 증가된 스폿 직경(유리재의 폭보다 넓은)을 갖는 레이저 빔을 채용하고, 유리재 이외의 디스플레이 장치(10)의 일부분(예컨대, OLED 소자(18))의 가열을 방지하기 위해 확장된 스폿 크기의 부분을 마스킹하는 것이 이용된다.
본 실시예에 있어서, 제1기판(12)과 제2기판(16)간 유리재 라인의 폭에 약 2배 이상의 스폿 직경이 제안된다. 바람직하게, 스폿 직경에 걸친 강도 분포는 빔의 중심축으로부터의 거리의 함수에 따라 감소한다. 예컨대, 빔은 가우시안 강도 프로파일을 갖지만, 삼각형과 같은 또 다른 형태를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 마스크(32)는 제1기판 상에, 특히 그 마스크의 투명 또는 오픈된 부분이 기판들 사이에 배치된 유리재의 라인 상에 위치되도록 배치된다. 도 5는 유리재 라인의 폭(Wf)보다 넓은 마스크와 제1기판(12)간 거리와 거의 동일하거나 그 거리에 따른 폭(Wt)을 갖는 투과영역(34) 및 불투명영역(36)을 포함하는 마스크(32) 부분의 확대도를 나타낸다. 다음에, 화살표 37로 나타낸 길이방향으로 투과영역을 따라 유리재 라인 상에 레이저 빔(24)이 투사됨으로써, 유리재를 가열하여 허메틱 실로 기판들을 밀봉한다. 빔 스폿(38)은 불투명영역(36)에 의해 유리재(14) 양측의 폭방향(점선 부분의 스폿 38, 및 화살표 39로 표시된)으로는 차단되는 반면, 동시에 투과영역(34)에 걸쳐 길이방향(즉, 유리재의 길이를 따라)으로는 차단되지 않는다. 빔(및 스폿)이 원형의 대칭적인 강도 분포를 갖고, 길이방향의 강도 분포가 차단되지 않기 때문에, 유리재의 길이를 따라 점점 작아지는 강도(감소하는 강도 분포로 인해)는 유리재의 비교적 느린 냉각을 제공한다. 한편, 투과영역(34)을 통해 유리재 상에 비추어지는 빔 부분은 빔의 중심축에서의 피크 값으로부터 약 10% 이하의 유리재 폭을 따라(즉, 유리재를 횡단에 따라 빔의 이동방향과 직교하는) 변함으로써 비교적 균일한 유리재(14)의 가열을 제공하는 거의 일정한(균일한) 강도를 갖는다.
마스크(32)는 흡수 또는 반사시킬 수 있다. 그러나, 흡수 마스크는 유리재에 인접한 민감한 OLED 소자를 손상시키도록 빔에 의해 충분히 가열되기 때문에, 반사 마스크가 바람직하다. 바람직하게, 유리재 상에 비추어지는 레이저 스폿의 직경은 약 1.8mm 이상이다. 마스크(32)는, 예컨대 마스크의 코팅된 부분이 레이저로부터의 광을 반사 또는 흡수하도록 투명한 글래스 기판의 코팅된 상부를 스퍼터링함으로써 형성되고, 비추어지는 빔의 일부는 마스크의 코팅되지 않은 투명한 글래스 부분 또는 부분들(34)을 통해 투사된다. 바람직하게, 마스크의 투과부분은 유리재(14)와 부합한다. 예컨대, 유리재(14)가 프레임의 형태이면, 마스크의 투과부분은 유사한 형태 및 크기를 갖는 것이 바람직하다. 개별적인 복수의 프레임 형태의 유리재 월이 기판 상에 배치되면, 마스크는 대응하는 어레이의 투과영역(34)을 갖는다. 그와 같은 마스크가 도 6에 도시되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 밀봉 빔으로서 채용된 레이저 빔(24)은 언포커스되거나 또는 계획적으로 디포스된다. 빔 포커스 점이 유리재 상에 머무 르지 않도록 빔을 디포커싱하는 것은 유리재 및/또는 기판의 냉각을 증가시키기 위해 길이방향의 감소하는 강도 분포와 연관되어 사용될 수 있다(유리재 라인에 따라). 도 7은 약 1mm의 폭을 갖는 유리재 라인을 밀봉하기 위해 사용된 약 1.8mm의 1/e2 직경(즉, 2ω)을 갖는 빔 스폿에 대한 냉각 곡선을 나타낸다. 곡선 40, 42 및 44는 각각 5mm/s, 10mm/s, 20mm/s 레이저 빔 이동속도에 대한 시간의 함수에 따른 각각의 유리재 온도를 나타낸다. 또한, 도시된 고유의 냉각 곡선(46)은 유리재가 가열되고 레이저 빔이 빠르게 소멸될 때의 유리재/기판의 냉각 동작을 나타낸다. 도 7에서의 레이저 빔은 유리재 상에 포커스된다. 도 7은, 도 7과 같이 동일한 조건을 이용한 유리재의 가열을 나타내지만 레이저가 유리재 상에 디포커스된 도 8과 비교된다. 보다 느린 냉각비율은 주어진 레이저의 이동속도(예컨대, 두 도면간 10mm/s)를 비교함으로써 용이하게 관찰된다.
또 다른 실시예에 있어서, 마스크는 그 마스크를 통해 통과하는 레이저로부터의 빔을 흡착하거나 자체 레이저에 근사될 것이다. 그러나, 마스크가 슬릿(slit) 형태의 투과영역을 포함하기 때문에, 기판(12) 상에 적층된 프레임 형태의 코너를 레이저가 이동함에 따라 마스크의 회전을 필요로 할 것이다. 본 실시예 또는 이전의 실시예 어느 쪽이든, 디스플레이 장치(10)와 레이저 빔(24)간 상대적인 모션은 레이저 빔에 따라 디스플레이 장치(10)를 이동하거나, 또는 디스플레이 장치에 따라 레이저(와 그에 따른 빔)를 이동함으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 레이저 또는 디스플레이 장치는 x-y평면으로 이동가능하게 스테이지에 탑재된 다. 그 스테이지는, 예컨대 움직임이 컴퓨터에 의해 제어되는 선형 모터 스테이지가 될 수 있다. 즉, 디스플레이 장치 및 레이저는 고정되고, 빔(24)을 레이저에서 갈보미터(도시 생략)에 의해 제어된 다수의 이동가능 반사경(48; 미러)으로 향하게 함으로써 디스플레이 장치에 따라 그 빔을 이동시킨다. 비활동의 디스플레이 장치 또는 레이저에 비교된 낮은 비활동의 갈보미터가 위치된 미러는 유리재(14)에 걸친 레이저 빔의 빠른 이동속도를 제공한다. 유리재와 레이저간 거리가 변함에 따라 유리재 상의 일정한 스폿 직경이 공지된 바와 같이 적절한 렌싱기술(예컨대, 텔레센트릭 렌즈)을 이용함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 바람직한 실시예로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적 및 배경을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (13)

  1. 디스플레이 소자를 캡슐화하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 유리재 월에 의해 분리된 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치된 적어도 하나의 디스플레이 소자를 제공하는 단계;
    상기 제1기판을 통해 상기 적어도 하나의 유리재 월 상에 레이저 빔을 비추는 단계; 및
    상기 유리재를 가열하여 상기 제1기판을 상기 제2기판에 밀봉하기 위해 상기 월의 길이를 따라 상기 빔을 이동시키는 단계로 이루어지며,
    상기 빔 이동방향의 유리재의 길이를 따라 상기 비추는 빔의 강도 분포는 감소하고, 상기 이동방향에 직교하는 방향의 상기 비추는 빔의 강도 분포는 상기 빔의 피크 강도로부터 10% 이하까지 변하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리재 월은 폐쇄된 프레임으로 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 빔은 상기 유리재 월의 폭(Wf)보다 큰 스폿 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔은 상기 유리재 상에 비추기 전에 투명 슬릿으로 이루어진 마스크를 통해 통과하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 제1기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마스크는 반사 표면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 빔은 10mm/s 이상의 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 빔은 30mm/s 이상의 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 빔의 이동은 적어도 하나의 이동 반사경으로부터 빔을 반사하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반사경은 갈보미터에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유리재 월은 10㎛와 30㎛ 사이의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 마스크는 흡수 표면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
  13. 제3항에 있어서, 상기 스폿 직경은 상기 유리재 월의 폭(Wf)에 2배 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자 캡슐화 방법.
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