TW201001633A - Hermetically-sealed packages for electronic components having reduced unused areas - Google Patents

Description

201001633 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使麟顯示ϋ中有機發光二極體 電子組件之密閉性密封包裝。更特別是，本發明係關於呈 有減少未使用面積之密閉性密封包裝以及製造該包裝之方 法。 、万 【先前技術】 目前人們有考慮將0LED-為主的顯示器，用在復多現 正使用液㉟顯示i⑽）·財。__為主顯的可以 比液晶顯示ϋ提供更明亮，更清晰的影像，而且需要的 更少。然而，0LED容易因為曝露到氧和濕氣中而受到損壞 。這種曝露可以降低發光裝置的使用壽命。因此、= 地密封是提供0LED長期效能的基本需求之一。，山 在過去人們已經f試使财機材·如環氧樹脂以 為主的顯示器。本公司也發展出效能大 纽。的另-種技術。根據這個方法，製造含_破璃料的糊 狀物，混合玻璃顆粒，填充料顆粒例如結晶顆粒， 如包含—種❹種溶劑和—種❹種減或分散劑 ==將此糊狀物散佈在平板玻璃上，並使用例如高溫 火、爐以產生燒結破璃料圖案。 所產生的70件稱為破璃料蓋套破璃，或簡單稱為蓋套 〇LED 〇 案曝路到疏輕細級鶴在 雷射光束掃猫(橫越)過燒結破璃料圖案上方，雷射光的束的 3 201001633 f率密度和曝露時間經過選擇，使得賴料的溫度上升到 ^它^魏點。叹财式將朗雌_基板，而在 盍"口板之間形成堅固的密封。因為燒結破璃料是破璃 ，陶讀料跟有機材料比較起來，氧和減對此破璃料密 ⑽穿透率比先前使用環氧樹脂來包封_裝置要慢很夕 =，燒結破璃料密封技術的確有它的缺點，因：它;夕 ^功率雷射來轉燒結玻璃料。所產生的熱循環合對 =(有機發光二極體)裝置造成熱損壞，這個問題對相 兔外線固化的魏翻旨密封來說通常不會發生。 f射玻璃料密封技術中，燒結玻璃料必須接合到各種裝置 材枓例如金屬導線，氧化銦錫⑽)，保護材料等。麟 燒結玻璃料裝置側邊的每種材料都有不同的熱特純人f 例如，熱膨脹係數(CTE)，熱容量和導 於σ =料和柯的_餘合，錢職料 對聽纽鋪壞所需要緩衝空财«的差ί。 為了降低這些問題，咖—基顯示器通f會包含相去大 為和燒結玻璃料的内邊緣之‘度 1500如的邊(在這裡稱為"_未 :小的顯示器例如使用在手機，，和其他行“置、 ==Γ未使用娜可用來產生影像之總面 成時，通料魏·触料成敢耐(;產=^裝 201001633 ==尺懈)。在實行上，我們發現如果刻 yj線太接近燒結玻螭料的邊緣 斷處理期間的高應抖會曝露到刻劃和折 。如果刻劃線太接近燒二及： ==難在達到沒有缺陷的破璃邊緣下而不損壞到 π準因’並且為了適應商用刻劃機械的容差，在 S邊緣L Ϊ?—基顯示器的三側上，從刻劃線到燒結玻璃 mi _微米的最小距離，特定的距離決定 悲聽作的^寺定設備’和欲製造的顯示器。（第四側是用來 艮0LED作電子連接，通常會留得比其他三側還大 =部邊緣在這裡稱為”外部未使用面積”，加上上面所二 _，佔標準尺寸找之小顯示器例如 螢幕耗圍在L 5到20平方公分的顯示器相當大的比例。 在強度財量上小顯轉也親丨織，因為如眾所 周^類通常會掉落，碰撞，或者在野外被 =使用。跟環倾脂比較起來，燒結玻璃料是破璃/陶究 =比較沒有彈性。因此，最好可以增加燒結破璃料密封 、土強度以降低螢幕損壞的機率。特別地，最好可以辦 破卿的寬度雜提供較Α的接合面積，連帶的提 ^ 乂大的整體機械強度。然而，由於内部和外部未使用面 =成有限的可用面積，因此隨·器的製造商抗拒將 更夕空間用在燒結玻璃料壁板上。 【發明内容】 201001633 了這個需求。 從前面的描述看來，在這方岭要可叫低未使用面 積的電子包裝例如基顯示胃包裝。目前的發明解決 根據一項，此項發明提供包裝，其包含第—破璃基板 (12)，第二玻璃基板⑽，—面壁板(⑷由燒結玻璃料構成 將第-和第二基板分開，以及至少一個電子組件(例如隱 18)，由壁板（14)密閉性地密封在第一和第二基板（12,16) 之間，其中： ’ (a) 此包裝具有第一和第二侧（3〇a，3〇b); (b) 壁板具有第一和第二側（i4a，14b)，大體上分別平行 於包裝的第一和第二側（3〇a, 3〇b); (c) 包裝的第一側（3〇a)和壁板的第一側（i4a)分隔〇first的 距離（32a); (d) 包裝的第二側（30b)和壁板的第二侧〇4b)分隔匕^^的 距離（32b);以及 (e) Dfirst和Dsecond中至少有一個小於等於2〇〇微米。 在特定實施例中，Dfirst和Dseomd兩者都小於等於2〇〇微米 。在其他實施例中，Dfirst和Dsecond中至少有一個大約等於1〇〇 微米。在又進一步的實施例令，仏㈣和[^⑽兩者都大約等於 100微米。 ' 根據另一項，第一和第二側（30a, 30b)中至少有一個是 藉由研磨刻劃和分裂的玻璃邊緣來形成。在本發明這項目 的一個實施例中，在進行研磨同時使用冷媒來湧進至邊緣 。在另—個實施例中，第一和第二玻璃基板（12,16)之間的 201001633 空間，在研磨之前填滿樹脂。 在本發明各項目中所使用參考數字只作為方便讀者閱 讀以及並不預期以及並不視為限制本發明之範圍。人們瞭 解先前-般說明及下列詳細說明只作為範例性及說明性， 以及預期提供概要或架構以暸解申請專利範圍界定出本發 明原理及特性。 本發明其他優點部份揭示於下列說明部份可由說明 清楚瞭解，或藉由實施下列說明而明瞭。所包含附圖在於 k供更進一步瞭解本發明’以及在此加入作為發明說明書 之一部份。人們了解說明書以及附圖中所揭示本發明各項 特性能夠以任何以及全部組合加以使用。 【實施方式】 如上面所討論的，本發明是關於電子組件例如〇ED溫度 靈敏性元件的包裝，其中密封以及按尺寸排列之包裝具有： (1)1¾¾度费閉性以及（2)減少未使用面積，特別是減少外 側未使用之面積。 圖1是密閉性密封OUD顯示器裝置的簡單斷面側視圖， 整體以參考數字10來表示，其包含第-基板12，燒結玻璃料 圖案14,基板16,至少一個0LED元件18,和至少一個電極2〇 跟〇Lm>元件作導電接觸。通常，0LED元件18是跟陽極和陰 極作導電接觸。圖1的電極20是用來代表任何一種電極f 雖然為了簡單起見，只顯示單一的0LED元件.但是顯示器穿 置W可以有很多0LK)元件配置在其中。典型的〇LED 18 包括一層或多層有機層（沒有顯示出），和陽/陰電極。然而 7 201001633 ，那些熟悉此技術的人應該很容易瞭解到任何已知的〇LED 元件18,或未來的0LED元件18,都可以用在顯示器裝置1〇中 。此外，要暸解的是，除了 0LED元件a之外，其他類的薄膜 裝置也可以覆蓋在本發明的封裝中。例如，薄膜感測器，光 伏打電池，發光裝置，諸如此類，都可以使用目前發明來製 造。 在一項實施例中，第一基板12是使用融合處理製造出 的透明薄玻璃片，例如本公司編號1737, eagle 2〇〇〇或eagle XG 玻璃，或由 Nippon Electric Glass 公司，NHTechno,和 Samsung Corning Precision Glass 公司所生產的融合玻

璃。或者，第一基板12可以由其他處理來製造，例如AsaM

Glass公司用來製造OA10玻璃和〇A2i玻璃的浮式法。基板 16可以由跟第一基板12相同的玻璃來製造也可以是不透 明的基板。 在將第-基板12㈣到基板ι6之前，先將含-玻璃料糊 狀物以預定的圖案沉積在第一基板12的主要表面上，通常 .距離第一基板12的自由邊界13大約丨公釐成—條線，或多個 連接線，且通常沉積成封閉架構或壁板形狀。此糊狀物可 以透過例如網板印刷，或者由可程式化機器人，施加到平板 玻璃12。如同在此所使用，所謂”壁板”係指包裝内側與外 側大氣間之障壁層。 優先地，在沉積於第一基板12上之後，此含—玻璃料糊 狀物在將平板玻璃密封到基板16之前最好先燒結。為了完 成項工作，可以例如將沉積的糊狀物加熱使它黏附到第 8 201001633 -基板12,錯將此平板賴和細狀物的元件放在烘爐 中來燒結糊狀物(在業界中也稱為”假燒|，或”固化”糊狀物） ，而幵v成想要的燒結玻璃料圖案14接合到第一基板12的元 件:或者’可叫略最_加齡驟，將核_糊狀物圖 案元件直接放人烘爐巾燒結。又或者，此燒結可以只加熱 糊狀物圖案和其周_玻璃，而不是整個平板玻璃。此局 =財以對整個糊狀物圖案同時進行，或者可以依序分 4刀進仃。-般來說，烘爐加上最初加熱步驟的方式是較 =為在最初加熱_，顧的錢成分修有機黏結 曰被燃燒掉。燒結溫度當然決定於糊狀物的組成份， 尤其是糊狀物中玻璃顆粒的組成份。 ， 在形成燒結玻璃料圖案14之後，如果需要且想要的話 ^將它_，使得沿著玻璃料線的高度變動不會超過大’ :二其中典型的目標高度Μ 10微米到大於2〇微1 的應用;然而，更典型的高㈣ 變動鼓，當第—基板12和基板Μ接合時 和基板16之間可能會形成間隙，此間隙’ ::看底下);或者此間隙可能會引進應力：二會及封 料;反j^，制是在特綱。輕但是獨厚的麵 射因ϋ 就沒奴_树輕收雷射輻 ’，而k成彳貝壞。如果圖案太厚，在平板玻璃 收足夠的能量祕化，但是會阻止統燒結麵料所需要及 201001633 的能量，到達接近基板16之區域的玻璃料。這通常會、告、 平板玻璃跟基板間不良或有斑點缺陷的接合。 乂成 如果將燒結玻璃料圖案14研磨，第一基板12可 溫和的超音波清潔魏赠去可能贿的任何碎㉟^過 潔期間，可以雜低溫度㈣免燒結玻輔圖案14的^ 。在清洗之後(如果有進行的話)，可以進行最終加工 來除去殘㈣減。例如，可以將第—基板12和它所ς 的燒結玻璃料難14元件放在溫度⑽。c的真级姨中6 時或更久。在從烘爐移除之後，可以將此元件放在淨^盒’、 中以抑制灰塵和碎屑的累積。 密封處理包括將第—基板丨2和燒結玻璃料職14元件 放在基板16的上方，其中一個或多個〇LED 18和一個或多個 電極20沉積在基板16上，使得燒結玻璃料圖案，一個或多個 0LH)’和電極夾在相互隔開燒結圖案厚度的第一基板工2和 基板16之帛可以對第一基板a和基板π施力口適當壓力， 讓它們在密封處理期間保持接觸。 '’通將雷射光束牙過第—基板12導引到玻璃料圖案 上。或者，如果基板16在密封波長下是透明的話，密封可以 穿，基板16來進行，或者穿過第-基板12和基板16兩者。 在每-種情況中’光束都橫越燒結玻璃料圖案上方來局部 ^熱此圖案，使燒結破補的玻璃組成份·以及形成將 第一基板12連接並接合到基板16的密閉性密封。由於燒結 玻璃料韻的存在，雜—基板12和基板16之間會造成間 隙’形成0LED元件18的氣密封包封或包裝。特別地，包裝包 201001633 含形成包裝表面之兩個基板以及形成包裝壁板之燒、社玻璃 料14。包裝之密閉性密封藉由避免大氣環境中氧和濕氣進 入0LED顯示器1〇内而保護〇led 18。 接合期間所使用的雷射光束可以例如失焦以讓燒結玻 璃料圖案内的溫度梯度更平緩。要注意的是，如果此^弟^ 太陡峭（聚焦太嚴格)，0LED顯示器1 〇可能會顯現裂痕，=著

損壞。燒結玻璃料圖案在熔化期間通常需要升溫和冷卻階 段。 V 更進一步關於雷射光束如何橫越燒結玻璃料圖案的上 方以形成密閉性密封裝的進一步細節，可以在本公司的美 國第 006/0082298, 2007/0128965, 2007/0128966 和 2007、/01 28967號公開專利案中找到，在這裡將它們的全部内容合併 作為參考。作為燒結玻璃料玻璃組件之適當玻璃以莫耳百 分比表示包含：22. 92% Sb2〇3, 46.10% V2〇5, 0.97% Ή〇2， 0. 97% Al2〇3, 2. 61% Fe2〇3,和 26. 43% P2〇5;適當燒結玻 璃料之填充料顆粒的適當陶瓷以莫耳百分比表示包含:5〇% Si〇2, 25% Al2〇3，25% Li2〇。其他目前已知或正在發展 燒結玻璃料當然能夠加以使用於本發明中。 如上面所討論的，一旦密封步驟完成後，此包裝會被刻 劃並分裂成預定尺寸。此刻劃和分裂是使用傳統的玻璃處 理設備來執行，產生刻劃線然後將刻劃線外面的玻璃跟玻 璃主體分開，例如沿著刻劃線旋轉這兩部分。因為會造成 分層，及/或削弱燒結玻璃料壁板的問題，因此刻劃和分裂 處理的進行會在刻劃線和燒結玻璃料壁板外邊緣之間留下 201001633 300到600微米的最小距離。實際上，我們發現可接受包裝 的產量高度決定於刻劃線跟燒結玻璃料壁板的間隔，例如 對於大約·之可滅鮮尺寸包裝誠量，當關隔降低 時，會快速地下降到15%。此外，當燒結玻璃料壁板的寬度 降低時，產量的降低甚至比間隔降低所造成的還大。 傳統的刻劃和分裂處理簡單地顯示在圖4中，其中4〇代 表傳統刻劃線的位置；14a和14b分別代表燒結玻璃料壁板 14的第一和第二側，例如長側邊;施和鳥分別代表密封標 準尺寸包裝30的第-和第二侧，例如長側邊；而撕卿代 表燒結玻璃料壁板第-（第二)侧，㈣封標準尺寸包裝的 第一（第二)側之間的距離Dfirst(D_d)。注意，1(1)是 從燒結玻翻壁板第-（第二)侧的外邊緣開始測量。 對於傳統的處理，Dfirst和DsecMld的值都在綱到6〇〇 微米或更多的範圍内。此空間在瑩幕和玻璃料密封區域的 ^，因此在組合的包裝中既不執行顯示，也不執行機械強 又的功能。因此它是完全的未使用（浪費）空間。 圖5A和5B顯示本發明的實施例，在其中圖4的外部未使 用面積大大降低，例如至少降低大約5〇%，可以產生較大的 螢幕（圖5A)，或較大的機械強度（圖5B)。這些圖中的大箭 頭代表處理步驟，其巾左邊板子顯示贿包㈣準備中間 板子顯示包朗分裂和_，而右邊板子顯示藉由研磨來 降低外部未使用面積（參看底下）。 更具體地說，在圖5A中燒結壁板14更移向線40如上面 所討論的，魏代讀統__錄。叹财式，在燒 12 201001633 結壁板内部曝幕_可以增加。要注意的是，如果需要 的話，未使用面積的降财叫用來增加螢幕面積，而用來 在電子導線的設計上提供更大的自由度。在圖5β中榮幕 面積大體上跟傳統包斜目同，但是燒結玻璃料壁板變得更 見’使它的外邊緣更加接近線4G。較寬的玻卿壁板大大 地增加包裝的機械強度。 例如，圖6A和6B的圖形比較燒結玻璃料壁板寬度為〇. 4 公釐（空讀據點）或G. 7公釐（實心數據點)之包裝例如獅 包裝的抗_度（圖⑷和4—點抗f強度（_)。㈣和阳 的垂直軸是機率’而水平軸顯示失效時·得的強度 為磅力量（lbf)。 ’ 如化些圖形所顯示的，增加燒結玻璃 螢幕面_能力是本個特定實施觸重要；;而 <、、、匕可以顯著地增加機械強度(例如，在圖6a巾G 4 ^麵觀板有3斜率，和7.5而的負載 公釐壁板有15.2，ωι斜率，和ΐ4·4則 性分別G. 4公釐壁板的㈣1丨斜率和負載特 38 8 = 1 1Μ，而對於0‘ 7公董壁板是以3和 .8 lbf。）由此數據可以看出，應用燒結玻璃料壁板之密 化裝的強度會隨著壁板的寬度成比例地增加。 回到圖5A和5B，除了顯示傳統的刻劃線(看參考數字奶 =卜’廷些圖形也顯示從傳統刻劃線外移的刻 的一個實施例中，刻劃線5〇是位於燒結玻 土板14外邊緣的3GG—咖微米範圍内。以這種方式，可 201001633 不麵壞職結破顧壁板…曰 ==^_小物微米以降低外部未ί用 心可輯行在包f的其中-她細邊上在雨 上’或是在兩個較長側邊和—個較短側邊上。 是用：ί=ΐ:?可以被切除’但是這個侧邊 以蠻溆η. 4 η )’因此一般來說不需要切除。 st σ sec〇nd來看，根據本發明至少Κ2〇〇微米 ，取好是 Dfirst$200 且 D <T〇nn 丄 為100微米而叙仙Γ 特定實施例中，Dflrst約

約為議微米實施例中，1約為⑽微米且I 以减燒結玻璃料壁板之_和分裂所造成的低產量 來看，令我們料的是我們可以執行此切除科會破雜 二壁板或它的密封。另外，我們發現結合冷媒例如水進ς 冷部來執彳了研磨可以將未使用面麟低聰於微米，甚 至小到大約100微米而不會危及燒結破璃料壁板。报意外 的，在研磨處理_的顧鶴和施加舰結朗料壁板 的熱量不會讓壁板受損。 特別地，釘的試驗顯示丨_可赠去相當大比例 的外部未使用面積，而仍馳留堅關械強度的氣密包裝 。使用傳統的程式將触破璃料塗佈，預_燒結，及刻劃和 分裂。玻璃邊緣到燒結破璃料壁板外邊緣的距離是微 求。然後將此密封包裝放在商用水冷式研磨機器特別是 14 201001633

Chevalier表面研磨機（型號SMARTTH818)的砂輪之下，讓 包裝的其中一邊面向砂輪。將機械設定成以2. 5微米步進 移動，讓滾輪(500目）在欲研磨的包裝側邊上前後來回。一 旦研磨將包裝邊緣和燒結玻璃料壁板之間的距離降低到大 約120破米時，停止此試驗，也就是一旦外部未使用面積降 低大約180微米或60%時。由壁板所提供的密封仍然完整 而且沒看見分層現象。 點抗彎強度。 可以讓4-點圭 使用顯微鏡來檢視研磨的邊緣，發現它很平滑由淺扇 形構成。研磨邊緣的平滑度，可以幫忙增加密封包裝的4一 特別地，人們已經證實降低切割邊緣的缺陷 以讓4-點抗彎強度加倍，為除了降低外部未使用面積 之外，研磨也可以除絲加卫之分裂邊緣的缺陷例如橫向貝 裂痕’因此即使所降低的未使用面積沒有應用來增加燒姓 玻璃料壁_紐，_健可崎忙增加密雜置= =強度。如上面所討論的，強度的增加對行動應用是重要 的’因為這些m綠野外受到不當的使用。 以在研磨之前將樹脂例如環氧 樹脂或硬氳樹胳竑i a &

在這個考#上，要注意的是研 雖然在前面的試驗中沒有使用，但是如果需要的話可 201001633 磨不需要任何_的魏條件，具體地騎磨可以且 是在無塵室外執行。 圖7總結了可以由本發明特定實施例達到的代表性改 善。圖7A顯示傳統包裝，含有大的外部未使用面積；圖7B|| 不本發明的—個實施例，其巾外部未使用面積已經大大降 低，且應用來增加螢幕面積；而圖7G顯示本發日㈣—個實施 例，其中外部未使用面積已經大大降低，且應用來增加榮Y 面積(雖然沒有麵7B那樣的程度)，並透過概燒結破璃 料壁板的使用來增加包裝的機械強度。由本發明所達到的 未使用面鱗低，對於顯示器的縣面積和/或密封裝置的 機械強度來說代表顯著的成就。特別地在行動顯示器市 場中降低包裝尺寸且增加螢幕面積的顯示器，顧客會認為 疋優質產品，這是製造商高度期望的結果。 熟知此技術者瞭解本發明能夠由先前所揭示内容作許 多變化及改變而並不會脫離本發明之精神及範圍。例如， 雖然本發明解侧於顯示器顧，但是本發明可使用於 其他形式之電子組件例如使用照明應用中。下列申請專利 範圍預期含蓋在此所揭示之特定實施例以及其變化，改變 以及同等情況。 ’又 【圖式簡單說明】 圖1為採用0LED顯示器裝置之示意性斷面側視圖。 圖2為具有燒結玻璃料圖餘附至玻璃片之斷面侧視 圖。 圖3為圖2玻璃片之頂視圖，其顯示出燒結玻璃料圖案 201001633 具有架構形狀。 圖4為示意圖，其顯示出在雷射密封後處理為主顯 示器裝置之傳統方法。 ” 圖5A為示思圖’其顯示出製造較大觀看面積之本發明 實施例。 圖5B為示思圖，其顯示出製造較寬廣燒結玻璃料壁板 之本發明實施例。 圖6A為曲線圖，其比較具有燒結玻璃料寬度為〇. 4mm( 空心圓圈數據點）以及〇· 7讓（實心方形數據點）之密封震置 的抗碎屑強度。圖6A中垂直轴為機率以及水平軸為破壞時 抗碎屑強度，單位為磅力量。 圖6B為曲線圖，其比較具有燒結玻璃料寬度為〇. 4麵（ 空心圓圈數據點）以及〇. 7mm(實心方形數據點）之密封裝置 的4點彎曲強度。圖6B中垂直轴為機率以及水平軸為破壞 日守4點彎曲強度，單位為碎力量。 圖7A，7B，及7C為比較傳統包裝（圖7A)與本發明之兩個 只施例（圖7B及ye)。 【主要元件符號說明】 〇LED顯示器10;第一玻璃基板12;燒結玻璃料壁板 14’壁板第〜側14a;壁板第二侧14b;第二玻璃基板16; OLEDtl件18;外部空間19;電極2〇;標準尺寸包裝3〇;包 、—侧3〇a;包裝第二側30b;距離32a，32b;刻劃線40 U劃線50。

Claims (1)

1. 201001633 七、申請專利範圍： 1. 一種包裝，其包含第一玻璃基板，第二玻璃基板，壁板，由 燒結玻璃料構成將第—和第二基板分開，以及至少一個電 子組件，由壁板密閉性地密封在第一和第二基板之間，其中： (a)包裝具有第一和第二側； ⑹壁板具有第一和第二側，其大體上平行於包裝的第— 和第二側； (c) 包裝的第一侧和壁板的第一側分隔仏时的距離； (d) 包裝的第二側和壁板的第二側分隔的距離;及 (e) Dnrst和Dsett)nd中至少有一個小於或等於2〇〇微米。 2. 依據申請專利範圍帛i項之包裳，其令^口 D_d兩者 小於或等於200微米。 3. 依據申請專利範圍帛！項之包裳，其中至少一個^如和 Dsecand為等於1〇〇微米。 4. 依據申請專利範圍第丨項之包農，其中D&st和^兩者 等於100微米。 5. 依據申請專利範圍p項之包裝，其中包裝具有至少一個 額外的側邊，其與壁板分隔距離為小ς或等於綱微米。 6·依據申請專利翻第丨奴找其中至少—個第一或第 二侧藉由研磨刻劃以及分裂之麵邊緣而形成。 7·依據申請專利範圍帛6項之包裳，其巾進行研磨同時使用 冷媒湧進至邊緣。 8.依據申請專利範圍第6項之包裴，其中第一及第二玻璃基 板以及壁板間之空間在研磨之前填滿樹脂。 201001633 9.依據申請專利範圍第1項之包裝，其中電子組件為有機發 光二極體。 19