TWI455638B

TWI455638B - 使用直接電阻加熱之玻璃料密封裝置

Info

Publication number: TWI455638B
Application number: TW098106610A
Authority: TW
Inventors: Wenchao Wang
Original assignee: Corning Inc
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2014-10-01
Also published as: KR101658248B1; KR20100132017A; US10135021B2; WO2009108321A1; JP5706694B2; KR20150107892A; CN102017792A; CN102017792B; JP2011515008A; TW201002130A; US20090218320A1

Description

使用直接電阻加熱之玻璃料密封裝置

本發明係關於使用玻璃料材料密封裝置。特別是本發明係關於裝置之密閉性密封，其具有使用直接電阻加熱玻璃料材料之槽室。

很多光學和/或電子裝置包含由多個元件構成的槽室，有另外的光學和/或電元件安置和保護在箱室之內。這種裝置的箱室根據其包含的元件可能需要密閉性的密封以延長裝置的使用壽命。密閉性的密封可能是一項挑戰。

例如，有機發光二極體(OLED)顯示器是下一代顯示器市場的新秀，但是密閉性的密封技術變成商業化的絆腳石之一。二極體一般對氧氣和溼氣很敏感。因此需要密閉性密封的槽室來安置。以發展各種玻璃料材料密封方法來連結和密封玻璃板以形成這種密封的槽室。一種範例方法是利用電磁波照射譬如紅外線雷射束加熱並軟化玻璃料材料以達到密閉性的密封。

另一種方法是關於玻璃料材料直接電阻加熱以達成元件的黏接，將其密封在一起。美國第2007/0096631號專利公告案以及美國第7282393號專利揭示出直接電阻加熱玻璃料材料以連接兩個基板。然而，直接電阻加熱的方式如這裡所說明的會造成各種的缺點而需要改善。一項缺點是在機版之間玻璃料材料不均勻的加熱可能導緻密封中應力和破裂的形成，以及可能的剝離。

本發明提供能夠做完整密封的直接電阻加熱方法。

本發明第一項係關於裝置，其包括：(I)第一基板；以及(II)電阻加熱元件，其具有電路閉合迴路之結構黏接至第一基板。

在本發明第一項特定實施例中，裝置更進一步包含了：(III)第一層玻璃料材料，其黏接至位於第一基板遠端之電阻加熱元件表面上方之電阻加熱元件。在特定實施例中，裝置更進一步包含：(IV)與第一層之玻璃料材料黏接的第二基板。在特定實施例中，第一與第二基板兩者都由玻璃材料構成。在特定實施例中，在第一基板與第二基板之間界定出一個密閉性外殼。在特定實施例中，此裝置包括設置在這個外殼裡面的電子元件。在特定實施例中，這些電子元件包括有機電致發光的材料。在特定實施例中，在第一層玻璃料材料以及第二基板之間的黏接應力本質上是均勻的。

本發明第一項特定實施例中，電阻加熱元件平均厚度為0.025至2.5mm。

在本發明第一項特定實施例中，電阻加熱元件具有實質上均勻的厚度以及寬度。

在本發明第一項包含第一層玻璃料材料，裝置更進一步包含(V)第二層玻璃料於第一基板與電阻加熱元件之間。在特定實施例中，第一層玻璃料材料以及第二層玻璃料材料包含實質相同的玻璃料材料。

在本發明第一項特定實施例中，電阻加熱元件包括從鎳-鐵合金和鎳-鈷-鐵合金選出的金屬，像是科伐合金(Kovar)和恒範鋼(Invar)，以及其組合。

在本發明第一項特定實施例中，電阻加熱元件包含電導線之佈線，使得當電位差梯度施加於引線時，通過迴路的電流密度實質上是均勻的。

在包含第一及第二層玻璃料材料之特定實施例中，第一層玻璃料材料具有平均厚度為0.005至0.5mm；以及第二層玻璃料材料具有平均厚度為0.005至0.5mm。

本發明第二項係關於在第一基板和第二基板之間形成密閉性外殼的方法，其包括：(A)提供第一基板和第二基板；(B)將具有電力閉合迴路結構之電阻加熱元件形成於第一基板表面上並密閉性地與第一基板黏接；(C)將一層玻璃料材料塗在第一基板遠端電阻加熱層的表面；(D)將第一層玻璃料材料與第二基板表面接觸；以及(E)傳送電流經過電阻加熱元件之閉合迴路，加熱並軟化第一層玻璃料材料以形成電阻加熱層和第二基板之間的密閉性黏接。

本發明第三項係關於第一基板和第二基板之間產生密封外殼的方法，其包括：(A)提供第一基板和第二基板；(B)在具有閉合迴路結構的第一基板表面上提供第二玻璃料材料層；(C)提供將其中電路閉合結構的電阻加熱元件，並且與第二玻璃料材料層直接接觸；(D)在第一基板遠端電阻加熱層的表面上提供第一玻璃材料層；(E)讓第一玻璃料材料層和第二基板的表面接觸；以及(F)傳送電流經過電阻加熱元件，加熱並軟化玻璃料材料層以形成玻璃料材料層，電阻加熱層和基板之間的密閉性黏接。

在本發明第三項特定實施例中，在步驟(C)中，電阻加熱元件實質上是由鎳-鐵合金和鎳-鈷-鐵合金選出的金屬,譬如科伐合金和恒範鋼，以及其組合所構成。

在本發明第三項特定實施例中，在步驟(C)中，電阻加熱元件是配置成排列導電線之佈線，使步驟(F)中，流經電阻加熱元件的電流密度是實質上均勻的。

在本發明第三項特定實施例中，在執行步驟(B)之前，第一以及第二玻璃料材料層塗覆到電阻加熱元件的正反兩面。

本發明的一個或以上實施例具有以下一項或以上的優點。第一，藉著使用塗上玻璃料材料的電阻元件可達到優良品質管制的簡單處理過程。第二，密封的溫度是可測量的，而且可細微調整密封的參數。利用電阻加熱的方法，可使用各種技術譬如紅外線影像來測量電阻器的溫度。第三，藉著沿著玻璃料線使用具有閉合迴路結構的電阻加熱元件可達到改善的溫度分佈均勻性。越均勻的溫度分佈，就有越少的殘餘應力，也因而使得密封更堅固。

本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可由說明清楚瞭解，或藉由實施下列說明以及申請專利範圍以及附圖而明瞭。

人們瞭解先前一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瞭解申請專利範圍界定出本發明原理及特性。

所包含附圖將更進一步提供了解本發明以及在此加入以及構成說明書之一部份。

除非另有說明，人們了解所有在說明書及申請專利範圍中之數值例如表示成份重量百分比，尺寸，以及特定物理特性之數值在所有情況能夠藉由所謂"大約"加以改變。人們亦了解在說明書及申請專利範圍中所使用精確之數值形成本發明額外實施例。已作嘗試以確保範例中所揭示數目精確性。不過，任何量測數值本質上含有特定誤差，其由於各項量測技術之標準偏差所導致。

必需說明說明書及申請專利範圍中，單數形式之冠詞"a"或"an"係指至少一個，以及並不受限於"只有一個",除非另有清楚地表示。例如"一層玻璃料材料"包含該兩層或多層該相同或不同的組成份之層，除非另有說明。所謂"CTE"係指熱膨脹係數。

很多裝置包括但不限定是光電裝置需要密閉性密封的外殼以保護對大氣環境敏感的元件。有機發光二極體(OLED)是根據有機材料，其效能可能受到空氣中氧氣和濕氣的嚴重影響。因此，包含OLED元件的典型顯示器裝置需要密閉性密封的有機電子。一種密封方式是有關形成兩個玻璃基板之間包圍電子元件的密閉性外殼：電子元件在其上形成的主要基板，和覆蓋電子元件的覆蓋基板。本發明藉著形成這種密閉性外殼，其在密閉性密封OLED裝置是很有用的。本發明以下的詳細說明是根據於OLED裝置的密封。然而，熟悉此項技術的人可能和應該瞭解在除了OLED的其他應用上也可利用本發明來形成密閉性密封。

圖1和2是根據本發明特定實施例的裝置，電阻加熱元件101和201的頂視圖。電阻加熱元件具有導電線105a,105b,105c和105d的閉合迴路結構103。"閉合迴路結構"是指在兩個導電線之間施加電位差梯度時，電流會通過整個迴路，使整個迴路歐姆地加熱，兩個導線之間的兩邊當做兩個平行連接的電阻器。因此，閉合迴路結構可以是閉合的矩形，閉合的圓形，或任何其他所需的閉合形狀。在特定實施例中，閉合迴路結構相對於連接兩個相對導電線中央的直線最好是對稱的。閉合迴路結構的優點是：沒有不藉由通過電流加熱的間隙，因而造成黏接於此的玻璃料材料真正均勻的加熱，以及在加熱和其他要連結元件之間更堅固的黏接。我們很希望當電流通過加熱元件時，整個迴路的溫度實質上是以同樣的速率增加。為了這個目的，在特定實施例中，我們希望加熱元件的迴路實質上均勻的寬度和厚度，而且兩個相對導電線間的兩個加熱元件零件的長度實質上是相同的以使迴路內的電流密度實質上是均勻的，造成在整個迴路中釋放出均勻的熱能量。圖1和2所示的範例加熱元件在結構中只顯示單一閉合迴路。然而，在特定實施例中，加熱元件的結構最好包含多個閉合迴路。

多個閉合迴路可以在同一時間密封和形成多個隔間。加熱元件的厚度可以依據數項因素來決定：黏接在一起的OLED基板之間所需的距離；玻璃料材料層厚度，和形成加熱元件的方法。加熱元件厚度的範圍從0.025到0.25mm，在特定實施例中從0.05到2.5mm，在特定實施例中從0.1到2.5mm，在特定實施例中從0.2到2.0mm。

可藉著譬如化學蒸氣沉積，噴濺，網版印刷，和其他薄膜處理來形成加熱元件。加熱元件可以是由金屬和合金，導電氧化物，半導體材料，和其組合所製成。適合薄膜處理的範例材料包括但不限定是：SiC,MoS₂ 。可使用薄膜處理來沉積具有高度可控制維度和組成的加熱元件。

在特定特別有用的實施例中，加熱元件是由薄片導電材料所製成，譬如藉由切割，蝕刻(如光蝕刻處理)等的金屬箔。特定實施例特別有用的的金屬箔包括由Al,Ag,Au,Cu所製成的。決定金屬選擇的因素可包括：(i)金屬和與該金屬黏接玻璃料材料之間的CTE匹配，以及金屬和與該金屬黏接基板之間的CTE匹配。特定金屬合金的CTE非常接近特定無機玻璃料材料，因此在本發明中非常需要的。例如，鎳-鐵合金(這類型合金的商標名為恒範鋼)和鎳-鈷-鐵合金(這類型合金的商標名為科伐合金)，可以購得有不同的厚度和與硼矽酸鹽玻璃匹配的CTE的箔或薄片形式。一種科伐合金合金的的成分為29%鎳，17%鈷，0.2%矽，0.3%錳，以及53.5%鐵(以重量計)。這類低CTE的金屬合金對於本發明之裝置中的電阻加熱元件相當有助益。這種金屬合金薄片可以購得，在金屬店切成所要的形狀，不管有或沒有減少厚度的步驟以形成本發明有用的電阻加熱元件。可從金屬箔大量生產具有所需圖案的切割和蝕刻加熱元件。恒範鋼和科伐合金的另一項優點是可以磁鐵來處理，包括永久性的和電磁鐵。因此，甚至是薄而彈性的大型迴路也可以很容易地處理。我們也發現在特定實施例中，預先氧化金屬加熱元件可能是有益的，增加加熱元件對融態玻璃料材料的潤濕能力。這在使用科伐合金作為加熱元件的金屬特別有用。金屬的氧化作用可能受到含氧的空氣中預先加熱元件影響譬如經由金屬通過電流，或者在爐中加熱。

在切割成加熱元件之前，可以玻璃料材料塗層金屬片。或者，可先形成電阻加熱元件迴路，接著在固定到基板之前在單側或兩側塗上玻璃料材料。在特定實施例中，最好在加熱元件兩側塗上一層玻璃料材料。如此做可以消除在基板上預先塗覆玻璃料材料迴路，以及加熱元件和預先塗覆玻璃料迴路間對齊的需要。圖3顯示有兩層玻璃料材料301a和301b塗覆到兩個主要表面的加熱元件。

用在本發明的玻璃料材料可以是任何型態的玻璃料材料，只要其可以在加熱到基板可接受溫度時軟化而加以密封以提供所需的密封品質。因而，玻璃料材料可以是玻化的玻璃料材料或非玻化的玻璃料材料。玻化的玻璃料材料在軟化和冷卻時會變成不透明，而非玻化的玻璃料材料在密封後會維持光亮透明。玻璃料材料不一定是需要紅外線吸收的，雖然也可使用一般紅外線吸收的玻璃料材料。玻璃料材料包含一個玻璃相，當加熱至密封溫度時可軟化並提供密封所需的流變。除此之外，玻璃料材料可包含一種填充材料以修正CTE和/或其他物理特性。範例的玻璃料材料包括非限定是那些屬於ZnO-B₂ O₃ -SiO₂ ,SnO-ZnO-P₂ O₅ 族群的材料。美國專利編號第7214441,6737375和6291092說明了玻璃料材料的各種範疇，其相關部份在此也併入參考。

玻璃料材料可塗覆到加熱元件或基板表面的區域加以黏接。在特定實施例中，在將加熱元件黏接到基板表面之前，可將玻璃料材料塗覆到加熱元件的表面。這種方式消除了基板上預形玻璃料材料線和加熱元件對齊的問題。在特定其他實施例中，玻璃料材料在基板表面預先形成，接著將加熱元件放置在玻璃料材料線上，以藉由玻璃料材料黏接到表面。

塗覆玻璃料材料到基板表面或加熱元件的表面可藉著使用此項技術已知的任何方法來完成。例如，可形成包含玻璃料材料粉末和黏著劑的玻璃料材料糊，藉著網版印刷，流動塗層，噴霧塗層，浸漬塗層，擦拂等塗覆到加熱元件表面及/或基板表面。或者，也可藉由薄膜形成處理，譬如化學蒸氣沉積，噴濺等，沉積玻璃料材料在基板表面或加熱元件的表面。可使用很多薄膜處理來形成具有均勻厚度和寬度的玻璃料材料層。

圖4顯示的是依據本發明特定實施例裝置的側面示意圖。在這個裝置中，譬如恒範鋼或科伐合金製的金屬電阻加熱元件103和基板401表面黏接。金屬電阻加熱元件在其兩邊覆蓋一層玻璃料材料301a和301b。這個基板401可以是電子元件建構其上的OLD裝置基板，或圍繞OLD裝置的覆蓋玻璃基板。基板401可以由玻璃，玻璃陶瓷，結晶或組合材料製成。基板401和金屬電阻加熱元件103之間的黏接最好是密封的。加熱元件和基板401之間的黏接可能受到經由加熱元件通過電流影響，或是以其他加熱方式譬如紅外線射束加熱，爐火加熱(這裡的基板最好沒有對加熱敏感的元件)等加熱基板和加熱元件到黏接溫度。圖4所示的裝置可被賣出，運送到另一個OLED顯示器製造設施，連結到另一個有預製電子元件的基板。

圖5顯示了圖4裝置401黏接到另一基板403的示意圖。如前面所提及，基板403可以有譬如OLED的功能元件在其上，或者是不具額外預形元件的覆蓋元件。在將基板403置放在玻璃料材料層301b之上並對齊兩個基板時，可允許電流通過電阻加熱元件，其中玻璃料材料經加熱和軟化可在加熱元件和基板表面之間流動。在冷卻時，玻璃料材料會硬化而形成加熱元件和基板表面之間的黏接。在特定實施例中，最好針對基板401施以外力F到基板403以使基板401和加熱元件之間以及加熱元件和基板403之間得以有效地密封黏接。在密封期間，塗覆外力F到基板可使玻璃料材料在加熱元件和基板表面之間流動，在最後的裝置中產生更均勻厚度的玻璃料材料層。塗覆外力F也會減少得到同樣密封程度所需的加熱電力，也減少附近對熱敏感元件傷害的可能性。外力最好是直接施加在密封基板的區域，這樣所施加的力量才會真正均勻。一種施加外力的方式是在沿著密封區域的基板上方使用固定的重量。

依據本發明的密封裝置也可以包括一個以上由金屬片製成的電阻加熱元件。可以選擇不同CTE的金屬片以匹配玻璃料材料和基板的鄰近層。例如，可購得不同CTE的恒範鋼和科伐合金合金當做這些層。可堆疊及/或共同滾動這些金屬製成的電阻加熱元件以形成裝置中所需的性質和結構。

依據本發明的特定實施例中，可藉著同時通過在電阻加熱元件內的電流，一起密封本發明的多個裝置。圖8顯示依據本發明的特定實施例中，同時密封多個裝置陣列(803(1,1),803(1,2),...,803(1,n),...803(m,,),803(m,2),...,803(m,n))的電子連接圖案。和像是紅外線光束密封的輻射玻璃料材料密封作比較，這種方式需要較少的裝置，而且在多個密封的裝置中可產生更均勻並且可再生的加熱。

在密封處理期間，可使用紅外線攝影機來監控加熱元件和基板的溫度。也可據此調整施加於加熱元件的電流。在加熱處理期間，如果觀察到熱點，就可容易調整電阻加熱元件的維度以達到更均勻的加熱。因此，可避免基板和其上面敏感性元件的過度加熱。換句話說，可以發現冷點並以同樣的方式去除。

裝置或其一部分突然的加熱和冷卻可能導致玻璃料材料層和基板的破裂，玻璃料材料從基板及/或加熱元件的脫離，以及對密封裝置的效能有害的殘餘應力。為了減少密封區域的殘餘應力，玻璃料密封裝置有時也需要在密封時退火。本發明中，這種退火步驟可藉由減少通過加熱元件的電流很方便地和密封步驟結合。電流可以用程式控制以得到加熱，密封，和退火處理的不同階段所需的加熱水準。和密封步驟類似，退火步驟也可使用紅外線攝影機來監控以使裝置和大多數重要區域(譬如接近加熱元件上敏感電子元件的區域)的溫度可精確控制。

應該要注意的是，依據本發明第二和第三特性的處理中，這些步驟不一定要依照其安排的順序來執行。例如，依據本發明第三特性的特定實施例中，步驟(B),(C)和(D)可能依照(B)-->(C)-->(D)的順序來執行。然而，在特定實施例中，步驟(B)的玻璃料材料第二層和步驟(C)的玻璃料材料第一層最好先塗覆到加熱元件的兩面，然後提供具有兩層玻璃料材料層的加熱元件放在第一基板的表面，因而同時完成步驟(B),(C)和(D)。在另一實施例中，步驟(B)的第二玻璃料材料層塗覆到加熱元件的第二面，然後提供具有第二玻璃料材料層的加熱元件放在第一基板的表面，因而同時完成步驟(B)和(C)。之後，塗覆第一玻璃料材料層到和加熱元件第二面相反之第一面，其遠離第一基板，因而同時完成步驟(D)。

在本發明第三項特定實施例中，此方法包括步驟(C)之後而在步驟(E)之前的步驟(C1)如下：(C1)經由第二玻璃料材料層黏接加熱元件到第一基板。這種黏接可藉由通過加熱元件的電流，或藉著紅外線加熱，或藉著在爐中置放第一基板和加熱元件和第二玻璃料材料層達成。在特定特定實施例中，可以在步驟(C1)之前執行步驟(D)，亦即在步驟(C1)中和加熱元件和第二玻璃料材料層同時加熱第一玻璃料材料層。在特定其他特定實施例中，可以在步驟(C1)之後進行步驟(D)，亦即在加熱元件經由第二玻璃料材料層黏接到第一基板之後，塗覆第一玻璃料材料層。

與說明於美國第2007/0096631號專利申請案以及美國第7282393號專利直接電阻加熱密封方式作比較，本發明直接電阻加熱方式的優點是可以實質上均勻加熱玻璃料材料而不會留下冷點而產生較高品質的密封，較不易形成破碎的低應力和實質上均勻的應力分佈。試驗顯示密閉式迴路設計可在加熱元件框架周圍提供均勻的熱圖案，而美國第2007/0096631號專利申請案以及美國第7282393號專利之開放式迴路設計可在兩個緊鄰導線的連接處產生冷點。這種冷點會導致玻璃料材料熔融不足，因此產生密封的弱連結，因而導致玻璃料材料的破裂和可能的剝落。

和關於曝曬玻璃料材料(必須是紅外線吸收的)到紅外線光束作比較，本發明的特定實施例具有下列一項或多項的優點。

本發明的特定實施例可提供更簡單的處理方式和更佳的品質控制。紅外線照射密封需要糊料形式的玻璃料形成和分配以形成玻璃料線。提供玻璃料糊狀物，分配和燒結處理過程很複雜，因為牽涉到很多步驟和變數，會影響到玻璃料品質的一致性。照射能量的吸收可能受很多因素的影響，譬如玻璃顆粒大小，孔隙性，玻璃料的幾何形狀，玻璃料的表面條件，光束的形狀和大小，通過速度等。相對地，玻璃料材料的噴濺沉積(本發明的一項功能)，和整合的電阻加熱處理就簡單多了。玻璃料可以直接從物體玻璃(標的)沉積，其消除球形研磨，填充料相，有機載體，黏滯係數問題，燒結等。玻璃料可以從電阻器導熱來熔融，這樣比較簡單容易操作，也比雷射加熱更均勻。

本發明的特定實施例提供較佳的玻璃CTE匹配。玻璃料通常比蓋板和基板有較高的CTE。假使玻璃料材料是基板之間唯一的介質，這種不匹配會導致玻璃料或玻璃或兩者的熱應力和破裂。雖然填充料也可包括在玻璃料中以調整CTE，但這種方法並不是最有效的方式，有以下兩個原因。第一，當填充料不是均勻分佈在玻璃料中，CTE會從玻璃料中的一個位置到另一個位置而有所改變導緻密封裝置內的應力。第二，當填充料是玻璃料的主體時，玻璃料和基板間的介面會呈現關鍵的CTE不匹配，所以CTE的調整可能不夠。以噴濺沉積的技術可使用逐漸的CTE變化，一層一層建構電阻器和玻璃料，使得互相可以更有效的方式CTE匹配。較佳的CTE匹配意味著較少玻璃料破裂的風險。

本發明的特定實施例提供較佳的玻璃料品質和均勻性。玻璃料品質是藉由寬度和厚度的均勻性，表面平滑度，橫截面外形等來評估。紅外線光束密封方法所用的玻璃料糊狀物分散處理中，玻璃料橫截面一直是水滴形狀，因為表面張力，以及寬度和厚度一直是變動的。此外，因為分散的玻璃粒子大小，"高點"常常在玻璃料表面出現，這可能在密封期間導致不良的接觸或破裂。依據本發明的特定實施例中，以噴濺沉積的技術，玻璃料可以沉積在精準的維度(寬度和厚度)和平方的外形，所以可提供更好的表面接觸和較大的可密封區域。

本發明的特定實施例在玻璃料密封中提供更低的孔隙性。孔隙性被認為是紅外線光束密封玻璃料中缺陷的微結構，因為孔隙性會和光束產生干擾，而改變雷射能量吸收。孔隙性也會減少玻璃料的強度和黏接。過度的孔隙性可能影響玻璃料密封的緊密性。不巧地，孔隙性本質上和玻璃料糊狀物和燒結處理相關。相對地，噴濺沉積技術可提供更稠密的玻璃料以及解決孔隙性的問題。

本發明使得沒有起-迄點的密封玻璃料迴路成為可能。紅外線光束玻璃料密封牽涉到料糊狀物分散步驟和光曝曬步驟的起/迄點。那些起-迄點的可能是最後密封的弱點。在密封處理期間，照射的起-迄點通常會加熱兩次可能影響玻璃料並開啟微裂痕。藉著利用密閉式迴路直接電阻加熱，可真正均勻加熱玻璃料線。在特定實施例中，利用玻璃料的噴濺沉積，在加熱黏接加熱元件和基板之前，可形成玻璃料線以得到實質上均勻的厚度。

本發明實施例也可以使用較薄的玻璃料線而不需使用紅外線光束照射方法。使用較薄的玻璃料線有很多好處。首先，較薄的玻璃料需要很少的能量來熔融，所以就可減少金屬導線熱損傷的風險。這在加寬處理視窗上是很有價值的。第二，較薄的玻璃料可改善密封的機械性效能，因為越薄的連接點比大型連接點更具強度及彈性。這在和環氧化物密封的競爭上是很顯著的，因為脆度和缺乏彈性一直是玻璃料密封對環氧化物密封的主要缺點。第三，較薄的玻璃料會減少熱擴散/收縮因而減低殘餘應力。殘餘應力被認為是在目前處理中以延遲方式導致玻璃料破裂和失敗的驅動力。較薄的玻璃料(<2微米)可以很容易藉由噴濺沉積技術達成，但目前玻璃料糊狀物的分配就很難。較薄玻璃料可以很容易藉由電阻加熱系統熔融，但紅外線光束就很困難，因為光能量吸收會隨著玻璃料厚度的減少而減少。

如上面所討論的，可經由各種方式譬如紅外線影像很容易測得和控制本發明所用加熱元件的溫度。除了處理過程序控制制的困難度，當使用紅外線光束照射時，無法直接測得玻璃料的溫度。以電阻加熱方式，可經由像是紅外線影像的各種技術測得電阻器的溫度。因此，可以很容易根據不同加熱元件，不同玻璃料材料，不同基板材料，和不同應用的不同裝置的需求來調整溫度。

依據本發明各種實施例中，可密封很多裝置。如上面所提及的，可細微調整本發明的處理參數，以適合不同材料和應用的需求。換句話說，相對於紅外線光束加熱方式所需的視窗測試，可依據本發明使用同樣的加熱元件，同樣的玻璃料材料，和同樣的直接電阻加熱系統幾何形狀來密封多個裝置，而不需要明顯的更改。

如上面所提及的，在本發明密封處理期間可使用程式控制的電流源來精準控制加熱元件的加熱和冷卻率以提供所需的加熱功率。這可以消除在退火爐中分別退火的需求。紅外線加熱就很難達到如此高程度的控制。

使用本發明可以達到快速密封。只要供應足夠的電流，即使是有很長玻璃料線的大型裝置也可以在短時間內完成密封。紅外線掃瞄方法就要依據玻璃料線的整個長度以既定的掃瞄速率，依比例花較長的時間來完成密封。以下是非限定的範例以進一步來說明本發明。

科伐合金或恒範鋼合金薄片2到5密爾，約0.05到0.13mm厚可從業界供應商譬如Ed Fagan Inc.購得。設計的加熱元件圖案是藉著光化學蝕刻或微雷射切割方法從玻璃料片切割而成。光化學蝕刻適合於非常精準和大量的切割。圖案在約550℃預先氧化約2到5小時。圖案可藉著磁鐵板(如同工具固定器)固定住，因為科伐合金和恒範鋼都是軟磁鐵。在預先固化之後，玻璃料藉著網版印刷或液壓的方法分散在圖案的一面。在網版印刷的情況需要遮罩。在預先固化之後，玻璃料藉著網版印刷或液壓的方法分散在圖案的另一面。在網版印刷的情況需要遮罩。雙層玻璃料的加熱元件像三明治一樣以適當對齊方式夾在兩片玻璃基板之間。在蓋板玻璃上塗覆頂層，重量是每平方mm的玻璃料約100到150公克。加熱元件連接到可電腦程式控制冷卻率的DC或AC電力供應。打開電力供應特定的電流加熱元件到特定的溫度一段期間，根據實質上使用的玻璃料而定。

用來試驗的玻璃料的參數是8安培(amps)，以及600+/-50℃持續2到5秒。在特定的速率關掉電力，應該會產生每分鐘約100℃的冷卻率。檢查密封OLED裝置的品質和缺陷。依據本發明的一個範例中，如圖1所示形狀的金屬加熱元件以均勻的厚度和均勻的寬度製成，在兩個玻璃基板之間加熱，如圖4所示。在密封處理期間，達到實質上均勻的加熱溫度。

作為比較的範例，製造圖6所示形狀的金屬加熱元件601在兩個玻璃基板609和611之間加熱，如圖7所示。金屬加熱元件包括形成開放式迴路的物體603，有兩個導電線端點605a和605b，間隙為0.2mm。使用紅外線攝影機以觀察加熱處理過程和監控加熱元件的溫度。在密封期間，觀察到兩個導電線端點605a和605b間隙之間的冷點。

熟知此技術者瞭解本發明能夠作許多變化及改變而並不會脫離本發明之精神及範圍。預期本發明含蓋本發明各種變化及改變，其屬於下列申請專利範圍以及同等物範圍內。

101,201‧‧‧電阻加熱元件

103‧‧‧閉合迴路結構

105a,105b,105c,105d‧‧‧導電線

301a,301b‧‧‧玻璃料材料層

401,403‧‧‧基板

601‧‧‧金屬加熱元件

605a,605b‧‧‧導電線端點

609,611‧‧‧基板

901,903‧‧‧層

905‧‧‧玻璃料材料層

圖1示意性地顯示出依據本發明一項實施例之電阻加熱元件。

圖2示意性地顯示出依據本發明另一項實施例之電阻加熱元件。

圖3示意性地顯示出依據本發明各個實施例之電阻加熱元件，其具有玻璃料材料塗覆於兩側。

圖4示意性地顯示出本發明一項實施例之裝置，其包含電阻加經由一層玻璃料材料黏接至基板。

圖5示意性地顯示出依據本發明一項實施例之裝置，其藉由電阻加熱加以密封。

圖6示意性地顯示出使用於先前技術中電阻加熱元件之結構。

圖7示意性地顯示出圖6之電阻加熱元件，其被導電加熱以對裝置進行密封。

圖8示意性地顯示出電子排列以同時地密封本發明特定實施例之多個裝置。

圖9示意性地顯示出依據本發明一項實施例之裝置，其包含電阻加熱元件直接地沉積在基板表面上。

圖10示意性地顯示出依據本發明另一實施例之裝置，其經由電阻加熱進行密封。

101‧‧‧電阻加熱元件

103‧‧‧閉合迴路結構

105a‧‧‧導電線

Claims

一種玻璃料密封裝置，其包括：(I)一第一基板；(II)一電阻加熱元件，其包含二個或多個導電線並且具有黏接至該第一基板之一電路閉合迴路結構，該電路閉合迴路結構界定一連續迴路，該連續迴路在該二個或多個導電線之每一者起始與結束，該導電線係由形成該閉合迴路結構之材料所形成；以及(III)一第一玻璃料材料層，其透過該電阻加熱元件之表面以黏接至位於該第一基板遠端之該電阻加熱元件之表面；其中該電阻加熱元件包括多層導電材料，該多層導電材料具有接近該第一基板之一電阻加熱元件的層，而該接近該第一基板之電阻加熱元件的層具有一CTE，該CTE相較於接近該第一玻璃料材料層之電阻加熱元件的層之CTE更接近該第一基板之CTE。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，更進一步包含：(IV)與該第一玻璃料材料層黏接的一第二基板。
依據申請專利範圍第2項之玻璃料密封裝置，其中在該第一基板與該第二基板之間界定出一個密閉性密封外殼。
依據申請專利範圍第3項之玻璃料密封裝置，包含在該外殼裡面的電子元件。
依據申請專利範圍第4項之玻璃料密封裝置，其中該電子元件包括一有機電致發光的材料。
依據申請專利範圍第3項之玻璃料密封裝置，其中在該第一玻璃料材料層以及該第二基板之間的黏接應力實質上是均勻的。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，其中該電阻加熱元件平均厚度為0.025至2.5mm。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，其中該電阻加熱元件具有實質上均勻的厚度以及寬度。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，更進一步包含：(V)在該第一基板與該電阻加熱元件之間之一第二玻璃料材料層。
依據申請專利範圍第9項之玻璃料密封裝置，其中該第一玻璃料材料層及該第二玻璃料材料層係由基本上相同的玻璃料材料所構成。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，其中該電阻加熱元件包含選自鎳-鐵合金以及鎳-鈷-鐵合金以及其組合物的金屬。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，其中：接近該第一基板的電阻加熱元件的層具有CTE_HEL1 的CTE，接近該第一玻璃料材料層的電阻加熱元件的層具有CTE_HEL2 的CTE；(b)|CTE_HEL1 -CTE_S1 |<|CTE_HEL2 -CTE_S1 |,以及(c)|CTE_HEL2 -CTE_FL1 |<|CTE_HEL1 -CTE_FL1 |，其中CTE_S1 為該第一基板之CTE，以及CTE_FL1 為該第一玻璃料材料層之CTE。
依據申請專利範圍第12項之玻璃料密封裝置，其中在該電阻加熱元件中，接近該第一基板的電阻加熱元件的層係直接地黏接到該第一基板。
依據申請專利範圍第1項之玻璃料密封裝置，其中該導電線排列成使得當電位梯度施加於該引線時，通過迴路的電流密度實質上是均勻的。
依據申請專利範圍第9項之玻璃料密封裝置，其中該第一玻璃料材料層具有平均厚度為0.005至0.5mm；以及該第二玻璃料材料層具有平均厚度為0.005至0.5mm。
一種形成一玻璃料密封裝置的方法，其包括以下步驟：(A)提供第一基板和第二基板；(B)形成一電阻加熱元件，其包含二個或多個導電線並且於該第一基板表面上具有密閉性地黏接至該第一基板之一電路閉合迴路結構，該閉合迴路結構界定一連續迴路，該連續迴路在該二個或多個導電線之每一者起始與結束，該電阻加熱元件包括多層導電材料；(C)將一第一玻璃料材料層塗在該第一基板遠端之該電阻加熱元件的表面上；(D)將該第一玻璃料材料層與該第二基板表面接觸；以及(E)傳送一電流使其經過該電阻加熱元件之閉合迴路，以加熱並軟化該第一玻璃料材料層以形成該電阻加熱元件和該第二基板之間的密閉性黏接；其中接近該第一基板之該電阻加熱元件的層具有一CTE,該CTE相較於該接近該第一玻璃料材料層之電阻加熱元件的層之CTE更接近該第一基板之CTE。
一種形成一玻璃料密封裝置的方法，其包括以下步驟：(A)提供第一基板和第二基板； (B)在該第一基板表面上提供一第二玻璃料材料層，該第二玻璃料材料層具有一閉合迴路結構；(C)提供一電阻加熱元件，其包含二個或多個導電線並具有一電路閉合迴路結構，直接地與第二玻璃料材料層接觸，使得該電阻加熱元件持續延伸圍繞該第二玻璃料材料層之整個閉合迴路，該電阻加熱元件包括多層導電材料；(D)在該第一基板遠端處該電阻加熱元件之表面上提供一第一玻璃料材料層；(E)讓該第一玻璃料材料層和該第二基板的表面接觸；以及(F)傳送一電流使其經過該電阻加熱元件以加熱並軟化該等玻璃料材料層，以在該等玻璃料材料層、該電阻加熱元件和該等基板之間形成密閉性黏接；其中接近該第一基板之該電阻加熱元件的層具有一CTE，該CTE相較於該接近該第二玻璃料材料層之電阻加熱元件的層之CTE更接近該第一基板之CTE。
依據申請專利範圍第17項之方法，其中在步驟(C)中，該電阻加熱元件係由基本上選自鎳-鐵合金以及鎳-鈷-鐵合金以及其組合物的金屬所構成。
依據申請專利範圍第17項之方法，其中在步驟(C)中，該電阻加熱元件係配置使其具有導電線，該導電線排列成使得在步驟(F)中流經該電阻加熱元件的電流密度是實質上均勻的。
依據申請專利範圍第17項之方法，其中步驟(B)、(C)與(D)係同時完成。
依據申請專利範圍第17項之方法，更進一步在步驟(C)之後以及步驟(E)之前包含下列步驟：(C1)經由該第二玻璃料材料層黏接該電阻加熱元件到該第一基板。