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TWI499346B - 密封玻璃包封之遮罩及方法 - Google Patents

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TWI499346B
TWI499346B TW098119625A TW98119625A TWI499346B TW I499346 B TWI499346 B TW I499346B TW 098119625 A TW098119625 A TW 098119625A TW 98119625 A TW98119625 A TW 98119625A TW I499346 B TWI499346 B TW I499346B
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laser
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laser beam
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TW098119625A
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TW201018301A (en
Inventor
Michelle Nicole Haase Pastel
Brian Paul Strines
Original Assignee
Corning Inc
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Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
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Description

密封玻璃包封之遮罩及方法
本發明係關於雷射密封玻璃包封，例如玻璃料密封的平坦OLED顯示器平板，之遮罩及方法。
有機發光二極體(OLED)近年來為相當數量研究之主題，因為其用途以及可潛在使用於廣範圍之電致發光裝置。例如，單一OLED能夠使用於獨立發光裝置或OLED陣列能夠使用於照明應用或平板顯示器應用中(例如OLED顯示器)。已知OLED平板顯示器非常明亮以及具有良好的色彩對比以及寬廣的觀看角度。然而，OLED顯示器，尤其是其內放置電極和有機層的顯示器，很容易遭到從大氣環境滲漏進OLED顯示器的氧氣和濕氣的交互作用而劣化。我們也知道假使位於其內的電極和有機層經密閉性地密封而免於大氣環境，對環境靈敏的OLED顯示器使用期限會明顯增加。但很不巧地，在過去一直很不容易發展出一種可以密閉性地密封OLED顯示器的密封方法。密閉性地密封譬如OLED顯示器這種對環境敏感的裝置是很複雜的，因為OLED材料對環境溫 度很靈敏，如果加熱至溫度超過約攝氏100到約120度，OLED材料就會被破壞。
一種密封在蓋板玻璃和基板玻璃之間對溫度靈敏之OLED裝置的方式是在蓋板玻璃和基板玻璃之間並圍繞OLED裝置地放置一條低溫玻璃料線，低溫玻璃料摻雜有對特定的光波長為高吸收性的材料。藉著例如高功率雷射或其他輻射源加熱並熔融玻璃料來在OLED裝置周圍形成密閉性的密封。當玻璃料線冷卻變硬時，會將蓋板玻璃連結到基板玻璃，在OLED裝置周圍形成密閉性的密封。使用高功率雷射可快速局部加熱玻璃料，而不會過度加熱緊鄰圍繞OLED裝置的玻璃料線或壁板之對溫度靈敏OLED材料。玻璃料線或壁板通常是約0.5mm到1mm寬，及大約是6-100微米厚或高，但在有些例子可以是約1.5mm或更寬。
已知經由具有Gaussian外形的雷射光束來輻照以玻璃料密封的OLED裝置。由於雷射光束的外形橫越過整個玻璃料線產生的熱分佈是一個梯度，尖峰溫度在玻璃料線中央。在雷射密封期間，玻璃料的尖峰溫度可以高達約600℃。這種尖峰溫度可能造成位在玻璃料和背板之間材料之非所欲的變化，譬如熔融的引線材料導致引線材料自背板分離或任何其他背板材料內之熱引發的變化。此項技術中需要一種有效、高產量(譬如低缺陷密封率)的雷射玻璃料密封方法以密閉性地密封對環境靈敏(譬如對氧氣，濕氣或大氣環境中其他元素靈敏)也對提升溫度靈敏的裝置，如OLED，而避免對於位在玻璃料壁板內的裝置以及位在玻璃料和背板之間其他背板 材料的熱損壞。
依據本發明一個實施例，本發明所揭示的方法包括提供以至少一個玻璃料壁板分隔的第一基板和第二基板以及設置於第一及第二基板之間的至少一個顯示器元件，透過遮罩照射雷射光束至經過第一和第二基板的至少一個玻璃料壁板，並沿著壁板的長度橫移雷射光束以加熱玻璃料，並將第一基板密封到第二基板。
依據本發明另一個實施例，本發明提供封裝對溫度和環境靈敏的元件的方法，該方法包括的步驟有：提供以至少一個玻璃料壁板分隔的第一基板和第二基板，壁板具有高度在第一和第二基板之間延伸及寬度，以及位於第一和第二基板之間且由玻璃料壁板圍住的至少一個對溫度和環境靈敏的元件；提供產生雷射光束的雷射，其具有大致圓形的光束外形，直徑大於玻璃料壁板的寬度；提供不透明的遮罩以阻擋雷射光束，遮罩具有實質上透明之細長的透射開口或在不透明材料中具有長度和寬度的區域以使雷射光束之細長的部分通過遮罩，透射開口的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，而且一長條的不透明材料沿著細長的透射開口的縱向中央線延伸以阻擋雷射光束之細長部分的中央部分；將遮罩放置在雷射和第一基板或第二基板之間以細長的透射開口對準玻璃料壁板；以及導引雷射光束通過遮罩中的透射開口，在其中雷射光束的透射部分照射到玻璃料壁板及熔融玻璃料壁板，而不會過度加熱和損壞元件，因而連結第一和第二基板， 密閉性地密封其間的元件。
玻璃料壁板可包括圍繞元件的密閉式框架，以及在對應大小和形狀的密閉式框架內形成透射開口。
此方法可包括在(i)第一和第二基板以及(ii)雷射光束和遮罩之間產生相對移動的步驟，其中雷射光束的透射部分是沿著玻璃料壁板橫移。
此方法可包括在(i)第一和第二基板和遮罩以及(ii)雷射光束之間產生相對移動的步驟，其中雷射光束的透射部分是沿著玻璃料壁板橫移。
雷射光束可以大於約10mm/s的速度，或大於約30mm/s的速度橫移過玻璃料壁板。雷射光束也可以藉著從至少一個移動的反射器來反射光束，相對於玻璃料壁板而橫移。
玻璃料壁板高度在10及30微米之間。
遮罩可具有反射性表面或吸收性表面。
雷射光束具有點直徑為大於玻璃料壁板寬度之2倍。
本發明也提供一種遮罩，用來雷射密封位在第一和第二基板之間對溫度和環境靈敏的元件，第一和第二基板由至少一個玻璃料壁板分隔，壁板具有高度以及寬度，壁板的高度延伸於第一和第二基板之間，以及位於第一和第二基板之間且由玻璃料壁板圍住的至少有一個對溫度和環境靈敏的元件。遮罩可包括不透明的遮罩，其有實質上透明之細長的透射開口或在不透明材料中具有長度和寬度的區域，透射開口的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，而且一長條的不 透明材料沿著細長的透射開口的縱向中央線延伸，在其中遮罩是位於雷射和第一基板或第二基板之間，雷射會發出大致圓形的光束，其直徑大於玻璃料壁板的寬度，而第一基板或第二基板之細長的透射開口的長度和玻璃料壁板對準，雷射和第一或第二基板之間的遮罩之不透明部分會阻擋雷射光束的一部分，而透明的透射開口則允許雷射光束的一部分通過遮罩照射到玻璃料壁板以熔融玻璃料壁板，因而連結第一和第二基板，密閉性地密封其間的元件。
細長和透射的開口以及一長條不透明材料可以大致是橢圓形或狹縫形的。
本發明也提供一個系統，其用來雷射密封位在第一基板和第二基板之間對溫度和環境靈敏的元件，第一和第二基板由至少一個玻璃料壁板分隔，壁板具有高度以及寬度，壁板的高度延伸於第一和第二基板之間，以及位於第一和第二基板之間且由玻璃料壁板圍住的至少有一個對溫度和環境靈敏的元件。系統可包括一個工作台，有至少一個對溫度和環境靈敏的元件之第一和第二基板，在由工作台支撐的第一和第二基板之間被玻璃料壁板圍住；產生雷射光束的雷射，雷射光束具有大致圓形的外形，雷射光束的直徑大於玻璃料壁板的寬度；不透明的遮罩位在雷射和第一或第二基板之間以阻擋雷射光束的一部分，遮罩具有實質上透明之細長的透射開口或在不透明材料中具有長度和寬度的區域以使雷射光束之細長的部分通過遮罩，透射開口的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，而且一長條的不透明材料沿著細長的透射 開口的縱向中央線延伸以阻擋雷射光束之細長的中央部分，將遮罩定位以使細長的透射開口對準玻璃料壁板；和一個固定器，將雷射安裝到固定器上，導引雷射光束通過遮罩中的透射開口，在其中雷射光束的透射部分照射到玻璃料壁板及熔融玻璃料壁板，而不會過度加熱和損壞元件，因而連結第一和第二基板，密閉性地密封其間的元件。
細長和透射的開口，以及一長條不透明材料可以大致是橢圓形或狹縫形的。
系統可包括一個移動控制構件，可操作地連接到至少一個固定器和工作台，以產生工作台和固定器之間相對的移動，在其中雷射的透射部分橫移過玻璃料壁板及熔融玻璃料壁板，而不會過度加熱和損壞元件，因而連結第一和第二基板，密閉性地密封其間的元件。
玻璃料壁板可包括圍繞元件的密閉式框架，在對應大小和形狀的密閉式框架內形成透射開口，以透射開口對準玻璃料壁板使遮罩相對於工作台保持固定。
移動控制構件可操作地連接到固定器，相對於固定器來移動固定器，或連接到工作台，相對於固定器來移動工作台。以透射開口對準玻璃料壁板使遮罩可相對於雷射保持固定，而且移動控制構件可操作地連接到工作台，相對於工作台來移動固定器。
在本發明另一個實施例中，可在第一和第二基板之間放置多個顯示器元件。光束較佳通過包含形狀像狹縫之透明區域的遮罩，沿著狹縫中央有一條不透明的遮罩材料。遮 罩可以由具有吸收表面或反射表面的材料形成。光束較佳以大於約10mm/s，大於約30mm/s，或大於約50mm/s的速度橫移過玻璃料壁板。橫移可以藉著從至少一個電鍍鏡子反射光束來達成。
經由參考本發明下列附圖之範例性說明將更容易清楚瞭解本發明以及本發明目標，特徵，細節及優點，範例性說明並非作為限制用途。人們暸解所有額外的系統，方法特性以及優點包含於本文說明內，為本發明之範圍以及受到後面之申請專利範圍保護。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧第一基板
14‧‧‧玻璃料壁板
16‧‧‧第二基板
18‧‧‧顯示器裝置
20‧‧‧電極
24a-c‧‧‧雷射光束
32‧‧‧遮罩
34a，34b‧‧‧開口透射區域
35‧‧‧遮罩長條
36‧‧‧非透射區域
42‧‧‧第一基板
43‧‧‧第二基板
48‧‧‧反射器
圖1為依據本發明一個實施例之顯示器裝置的斷面側視圖。
圖2為依據本發明一個實施例之第一基板及沉積在其上面玻璃料的斷面側視圖。
圖3為圖2之第一基板頂視圖，其顯示出玻璃料沉積為框架形狀。
圖4為依據本發明實施例之顯示器的部份斷面側視圖，其包含顯示器元件及沉積於其上面之電極，以及顯示出在密封操作過程中雷射、雷射光束及遮罩之位置。
圖5為圖4遮罩以及部分玻璃料之頂視圖。
圖6顯示出當依據本發明利用具有中央遮罩長條之遮罩密封時以及當依據本發明利用不具有中央遮罩長條之遮罩密封時，跨越玻璃料線產生之溫度分佈。
圖7為依據本發明密封多個OLED顯示器裝置之具 有中央遮罩長條之多個透明區域的遮罩頂視圖。
圖8為如圖4中部份斷面側視圖，其中使用鏡子沿著玻璃料橫移雷射光束。
在下列作為解釋用途及並不作為限制用途之詳細說明中，揭示出特定細節之範例性實施例以提供詳細瞭解本發明。不過，熟知此技術者將受益於本發明內容，以及暸解本發明可實施於其他範例中而並不會脫離在此所揭示之細節。除此，可省略熟知裝置，方法及材料之說明以避免模糊本發明說明。儘可能地，相同的元件符號表示相同的元件。
雖然本發明密封技術已針對製造密閉性密封OLED顯示器說明於底下，應瞭解相同或類似的密封技術能夠用於將兩個玻璃片密封在一起，其能夠使用於廣泛應用及裝置中，特別是密封兩個玻璃片之間的對溫度及/或環境或濕度靈敏性裝置。因而，本發明密封技術不應該推斷為受到限制以及並不受限於OLED裝置之密封，除非明確地以申請專利範圍限制。
參考圖1，其顯示出依據本發明實施例之密閉性密封有機發光二極體(OLED)顯示器裝置之斷面側視圖，其一般以元件符號10表示，顯示器裝置包含第一基板12，玻璃料14，第二基板16，至少一個OLED元件18以及至少一個電極20導電地接觸OLED元件。一般OLED元件18導電地接觸陽極及陰極。如在此所使用情況，圖1中電極20代表任何一種電極。雖然為了單純化只顯示出單一OLED元件，顯示器裝 置10可具有許多OLED元件位於其中以及許多電極導電地接觸OLED元件。一般OLED元件18包含一層或多層有機層(未顯示)以及陽極/陰極。不過，業界熟知此技術者暸解任何已知的OLED元件18或未來OLED元件18能夠使用於顯示器裝置10中。除此，應暸解能夠沉積不同於OLED元件18之另一形式薄膜裝置。例如，薄膜感測器，MEMs裝置，光伏打裝置，或其他濕度或環境靈敏性裝置或材料能夠使用本發明加以密封。
在較佳實施例中，第一基板12為透明的玻璃板，例如為康寧公司製造及銷售的商品名為1737玻璃或EagleTM 2000玻璃。可供選擇地，第一基板12能夠為任何透明的玻璃板，例如Asahi Glass Co.(例如OA10玻璃及OA21玻璃)、Nippon Electric Glass Co.、NHTechno、Samsung Corning Precision Glass Co.，，及製造及銷售的玻璃板，蘇打石灰為主的玻璃及其他玻璃，如Corning 0211。第二基板16可為與第一基板12相同，或第二基板16可為非透明的基板。
如圖2-3所示，在密封第一基板12至第二基板16之前，玻璃料14沉積於第一基板12上，通常為玻璃料糊狀物之一條線或壁板，玻璃料糊狀物包含玻璃粉末，黏接劑(通常為有機物)及/或液態載體。玻璃料14能夠藉由網板印刷或藉由可程式化筆狀分配機器來塗覆於第一基板12，以提供玻璃料圖案於第一基板12上。例如，玻璃料14能夠沉積離第一基板12之自由邊緣13為1mm處，以及通常沉積為閉合框架或壁板形狀。玻璃料之框架或壁板經尺寸化並位於第一基 板上，使得當第一基板位於具有OLED顯示器裝置上之第二基板上，例如形成於其上面時，玻璃料14之框架或壁板圍繞著OLED顯示器裝置18。
在一個實施例中，玻璃料14在預先決定的波長下實質上為光學吸收之低溫玻璃料，該波長與密封方法中所使用雷射的操作波長相匹配。玻璃料14可含有例如一種或多種光吸收性離子如由鐵，銅，釩，釹及其混合物選取出。玻璃料14亦可包含填充料(例如逆膨脹性填充料或添加性填充料)，其改變玻璃料14之熱膨脹係數使得其實質上與基板12及16的熱膨脹係數相匹配。能夠使用於該應用中更詳細說明範例性玻璃料組成份可參考美國第6998776號專利，其發明名稱為“Glass Package that is Hermetically Sealed with a Frit and Method of Fabrication”，該專利之說明藉引用方式併入本文。
玻璃料14在密封第一基板12至第二基板16之前亦可為預先燒結。為了完成此目標，具有玻璃料圖案位於上面之第一基板12能夠放置於「煆燒(fire)」或固結玻璃料14之高溫爐中，高溫爐的溫度決定於玻璃料之組成份。在預先燒結過程中，包含於玻璃料內的有機黏接劑材料將被燃燒掉。
在玻璃料14預先燒結後，其能夠被研磨(若需要)，使得沿著玻璃料線之高度變化並不會超過約2-4微米，通常目標高度h能夠為10微米至大於30微米，其決定於裝置10之應用，不過通常高度h為12-20微米。假如高度變化較大，在雷射密封至第二基板過程中連接基板12及16在玻璃料14熔融時，在玻璃料與基板16間形成之間隙並不會閉合，或間隙 可能會加入應力使基板破裂，特別是在玻璃料及/或基板冷卻過程中。適當但是並不會太厚的玻璃料高度h能使基板由第一基板12後側加以密封。假如玻璃料14太薄，其無法促使足夠材料吸收雷射輻射線，而導致破壞。假如玻璃料14太厚，其能夠在第一基板處吸收足夠能量而熔融，但是將避免所需要必需熔融玻璃料之能量到達鄰近於第二基板16之玻璃料區域。其通常導致兩個玻璃基板不良的或零星狀黏接。
假如預先燒結的玻璃料14經研磨，第一基板12經由適度超音波清洗環境以去除任何累積於該點之碎屑。在此所使用的一般溶液能夠為相當溫和的，比清洗不具顯示器之裸玻璃(bare display glass)所使用溶液更溫和，而不損壞或移除玻璃料。在清洗過程中，保持為低溫以避免沉積之玻璃料14劣化。
在清理後，能夠進行最終處理步驟以去除殘餘水分。預先燒結的第一基板12能夠放置於100℃真空爐或300℃氮氣中歷時6小時或更長。在由爐移出後，預先燒結的第一基板12能夠在進行密封處理之前放置於清潔及乾燥的環境中以阻隔碎屑及水分累積在其上面。
密封方法包含放置具有玻璃料14之第一基板12於具有一個或多個OLED 18之第二基板16上以及一個或多個電極20沉積於第二基板16上，該方式使得玻璃料14，一個或多個OLED 18，及電極20夾於兩個基板12及16之間，且玻璃料壁板14圍繞著OLED。對基板12及16施加適度壓力以在密封處理過程中保持彼此接觸。如圖4所顯示，雷射22導引雷射光束24a-c於玻璃料14上經由第一基板12以及加熱玻 璃料14使得玻璃料14熔融以及形成密閉性密封，該密封連接基板12至基板16。密閉性密封亦藉由防止大氣中氧氣及水氣進入OLED顯示器10內來保護OLED 18。
雷射光束24a-c能夠，例如，失焦以使玻璃料14內之溫度梯度更緩和。應注意的是假如溫度梯度太陡(焦點太小)，OLED顯示器10會呈現出裂縫且隨後破裂。玻璃料14通常在熔融前及後需加溫及冷卻。除此，預先燒結的第一基板應該儲存於惰性氣體，以在熔融之前防止再吸收O2 以及H2 O。雷射22(或光束24a-c)相對於玻璃料圖案行進速度能夠在0.5mm/s至300mm/s間範圍內，雖然一般速度在30mm/s及40mm/s或50mm/s之間。雷射光束所需要功率可變化，其取決於玻璃料14之吸收係數α以及厚度h。假如反射或吸收層放置於玻璃料14之下(在玻璃料14與基板16之間)，例如使用來製造電極20的材料底下，所需要功率受到雷射光束24a-c橫移通過玻璃料之速度影響。因而，玻璃料14之組成份，均勻性及填充料顆粒尺寸能夠改變。此亦負面地影響玻璃料吸收投射雷射光束24a-c之光學能量。當雷射光束24a-c橫移通過玻璃料14時，玻璃料14熔融以密封基板12及16在一起。由玻璃料密封產生的基板12及16間之間隙，於基板之間形成OLED元件18之密閉性袋或包封。應注意的是假如第二基板16在密封用波長下為透明的，密封可經由第二基板16進行，其中第二基板放置於第一基板頂上。密封亦可經由兩個基板12及16進行。
應冷卻顯示器裝置10，使得剛經密封的基板及玻璃 料之冷卻過程中之裝置10(例如玻璃料14以及基板12及16)並不會承受過度應力。除非適當冷卻，這些應力可能導致基板間微弱的黏接，以及影響黏接之密閉性。
通過一基板而投射於玻璃料上之雷射光束24a-c通常在徑向斷面實質上為圓形光束形狀以及Gaussian光束強度分佈。因而投射於玻璃料上光束一般為圓形點，以及整個光束直徑之強度分佈以離光束中心軸距離之函數減少，其在光束中心軸或靠近光束中心軸處具有尖峰強度。在傳統密封方法中選擇點之直徑2ω(其中ω為離光束軸的距離，其中光束密度為最大光束密度1/e2 )為通常大約等於或小於玻璃料之寬度-約為0.5及1mm之間。不過，對於快速密封速度，例如大於約10mm/s，雷射點直徑小於約1mm，當所需者是可退火玻璃料/基板之相當緩慢加熱以及冷卻時，雷射點離開玻璃料上特定點可能導致玻璃料/基板快速的加熱及冷卻。
一般需要較快之密封速度。第一，處理量將增加。第二，在較為快速密封下雷射功率可接受變化值為較大。另外一方面，點直徑增加而減緩快速冷卻會導致夾於基板間相鄰於OLED元件的加熱。為了克服該缺點，採用增加點直徑之雷射光束(大於玻璃料之寬度)，遮罩可放置於雷射以及第一或第二基板之間，使得雷射光束經導引通過遮罩。在該情況下，遮蔽部分擴大點尺寸以及防止加熱異於玻璃料之裝置10部分(例如OLED元件18)。
光束點的直徑大於第一和第二基板12，16之間玻璃料線寬度的約兩倍，跨過光束點直徑的光束強度分佈以離光 束中央軸距離的函數減少。例如，光束可以有實質上的Gaussian強度外形，但可以是其他形狀，譬如三角形。雷射光束的光束強度梯度在雷射光束24a-c沿著玻璃料線14橫移時提供相對漸進的玻璃料14之加熱和冷卻，因而降低玻璃料內溫度的梯度，並減低玻璃料破裂的可能性。
圖4和5顯示的是依據本發明一實施例之位在第一基板上的遮罩32。放置遮罩32使得遮罩的透明或開口部分34a，b放置在位於基板間之玻璃料線14的上方。圖5顯示的是遮罩32之部分放大，遮罩32包含一個開口或實質上透明的透射區域或窗34，窗34的寬度wt 大約等於或比玻璃料線的寬度wf 還寬，此取決於遮罩和第一基板12之間的距離，以及不透明的非透射區域36。依據本發明一實施例的遮罩，在開口透射區域34的中央包括狹長不透明或非透射的遮罩長條35，或寬度為ws 的其他材料。狹長的遮罩長條35阻擋雷射光束24a-c中央部分24b，分割雷射光束成兩個分開的光束24a和24c，以分開的強度尖峰通過其餘的開口透射區域34a和34b。
我們相信狹長的遮罩長條的寬度是和要被熔融的玻璃料線寬度無關。我們發現遮罩的長條寬度ws 是小於約100微米，或從約50微米到約80微米，或約50微米也。遮罩的邊緣應該和玻璃料線14的邊緣齊平，不超過玻璃料線邊緣的50微米，尤其是玻璃料線的內側邊緣，否則會增加損害引線或OLED材料的風險。
狹長的遮罩長條35阻擋雷射光束24a-c的中央部分 24b，也因而阻擋最高光束強度的光束部分。雷射光束的兩個其餘部分24a和24c的光束強度尖峰分開在狹長遮罩長條的兩邊，比雷射光束經阻斷的中央部分有較低的尖峰強度。因此，以較低的尖峰光束強度在整個玻璃料線14上產生更均勻平坦的光束強度分佈，導致在雷射密封期間以玻璃料內較低的尖峰溫度在整個玻璃料線上產生更均勻的熱(溫度)分佈。圖6中，線A代表依據本發明之以沒有中央狹長遮罩長條的遮罩進行密封時，整個玻璃料大致的溫度分佈，而線B則代表依據本發明之以有中央狹長遮罩長條的遮罩進行密封時，整個玻璃料大致的溫度分布。如我們在圖6所見，玻璃料線上的整個溫度梯度和玻璃料內的整個尖峰溫度，在依據本發明之以有中央狹長遮罩條的遮罩進行密封時都降低了。
整個玻璃料線上更均勻的溫度分佈也可提供玻璃料更均勻的熔融以使整個玻璃料線上玻璃料的熔融更完全，不會超過不欲的尖峰玻璃料溫度，而導致靠近或玻璃料14下方的引線，OLED或其他裝置材料的損害。使用依據本發明的遮罩可達到整個玻璃料線更完全的熔融，比先前的遮罩設計產生整個玻璃料線寬度更有效的密封，因而增加「優良」密封的產量也產生更堅硬，強化和持久的密封。當使用依據本發明之沒有狹長遮罩長條的遮罩時，我們發現如果沒有過度加熱引線或其他背板材料，很難達到大於70%玻璃料線寬度的有效密封寬度。以依據本發明之有中央遮罩長條35的遮罩密封時，和以沒有中央遮罩長條的遮罩密封比起來，可能增加10到15%的有效密封寬度。維持較低的尖峰溫度也可減少引 線材料彎曲的發生率，引線材料自背板分離，和其他因過度加熱和/或玻璃料內溫度所造成有害的影響。
也可以選擇使用多個狹長的遮罩長條(未顯示)。例如，在遮罩32的開口透射區域34中可有兩個，三個或更多平行的狹長遮罩長條(未顯示)。狹長遮罩長條可具有不同的寬度。例如，可有一個相當寬的中央狹長遮罩長條，中央遮罩長條的兩邊是相當窄的狹長遮罩長條。或者，狹長遮罩長條在接近框架中央或接近開口透射區域中央時，可以變的較寬或較窄，或是狹長遮罩條可放在開口透射區域中央之外，例如更接近或更遠離框架中央。
雷射光束24a-c接著沿著透射區域以箭頭37(如圖5所示)所示縱向依循路徑以及照射於玻璃料線14上，加熱玻璃料以及利用密閉性密封來密封基板。光束點38在寬度方向藉由不透明區域36在玻璃料14每一側邊以及藉由不透明狹窄遮罩長條35沿著玻璃料線之中央被阻隔(如點38虛線部分及箭頭39所示)，同時在縱向並未阻隔通過其餘的開口透射區域34a及34b。因為光束(及點)較佳具有圓形對稱強度分佈以及在縱向中強度分佈並未受到阻隔，沿著一段玻璃料之未受阻隔強度的增減(肇因於增加光束前面之強度分佈以及降低光束後面之強度分佈，其係相對於光束行進方向)相當緩慢加熱以及冷卻玻璃料。另外一方面，如上述所說明之透明區域34a及34b以及投射於玻璃料上之部份光束24a及24c，於整個玻璃料寬度(即當光束橫移通過玻璃料時垂直於光束行進方向)具有固定(平坦)之強度分佈，特別是在合併在一起時，因而提 供玻璃料14相當均勻的加熱。
遮罩32可為吸收性或反射性。不過，反射性遮罩為較佳的，因為吸收性遮罩可能被光束充份地加熱而破壞相鄰於玻璃料之靈敏的OLED元件。
如上述所說明，依據本發明實施例使用作為密封光束之雷射光束24可為失焦的，或刻意地失焦。光束失焦將使得光束焦點並不會落於玻璃料上，其能夠共同使用於降低縱向(相對於玻璃料線條)強度分佈以擴大玻璃料及/或基板之冷卻。當密封1mm寬度玻璃料線14時，投射於玻璃料上雷射點之直徑可大於約1.8mm。
另一實施例中，遮罩可連接至或鄰近於雷射本身，於遮罩隨著雷射移動於玻璃料線14上時，由雷射發出光束通過遮罩。在這個實施範例中，遮罩可以是圓形的孔徑，其中心有一個遮罩材料的點以阻隔雷射光束的尖峰。或者，如本文先前描述的，為了維持玻璃料更漸進的漸增和漸減，孔徑可以是細長的橢圓形，其中心有一個遮罩材料的細長橢圓形點，或者遮罩可以有一個狹縫形的透射區域，其內有一長條的遮罩材料。然而，細長或類似狹縫的孔徑或是透明的區域，在雷射橫移過沉積在基板12上之框架形狀玻璃料的角落時，可能需要旋轉遮罩以維持和玻璃料壁板對準的細長的透射區域的長度。或者，遮罩可以和相對於固定裝置10的工作台或平台以固定器維持固定。遮罩可以選擇性地直接放置在裝置10的頂端，如果需要的話也可在第一42或第二43基板上形成之後再移除。
在這個或先前的實施例中，裝置10和雷射光束24a-c之間的相對移動可藉由相對於雷射光束移動裝置10或相對於裝置移動雷射(光束)。例如，可以安裝雷射，或裝置到x-y平面的作業平台，工作台或可移式平台上。例如，平台可以是線性馬達平台，可由電腦控制其移動。如先前提及的，遮罩可以安置在雷射或裝置，隨著雷射移動或隨著裝置維持固定。或者，雷射和裝置可以是固定的，而且藉由從雷射導引光束24a-c到一個或以上的可移式反射器(鏡子)48，由電流計(如圖8所示)控制(移動)。與裝置或雷射的慣性相較，電流計定位的鏡子之低慣性使玻璃料14上的雷射光束更快的通過速度。當玻璃料和雷射之間的距離改變，可使用此項技術已知的適當透鏡技術(譬如遠心鏡頭)達到玻璃料上固定的光束點直徑。
遮罩36可以任何在半導體裝置製造的技術或其他技術已知的方法形成。例如，遮罩32可以在清晰(clear)的玻璃基板頂端噴濺塗料，使得遮罩的塗層部分反射或吸收雷射的光，以及照射光束的一部分透過遮罩之無塗層的清晰玻璃部分34透射。遮罩的透明部分較佳和玻璃料線14重疊。例如，假使玻璃料線14是框架的形狀，那麼遮罩的透明部分最好有類似的形狀和大小。假使為複數個，框架狀的玻璃料壁板係置放在基板上，則遮罩較佳為有相對應的多個個別透明區域34的陣列。這種遮罩示於圖7。
也可藉使用相同設備的方法來生產依據本發明的反射性遮罩，以分配玻璃料壁板14。這種遮罩製法可包括以下 的處理步驟。首先，決定所需的遮罩設計，譬如開口透射區域或窗34a和34b所需的圖案。分配玻璃料圖案到對應所需的開口透射區域或窗34a和34b的玻璃基板上，並讓玻璃料在空氣中烘乾。沉積適當厚度的鋁或其他適合的材料層到玻璃基板上。接著，沉積適當厚度的銅或其他適合的反射材料層到之前的沉積層上。利用適合的溶劑或實驗室擦拭法，溫和地移除玻璃料，因此沿著玻璃料移除鋁和銅層以形成穿過鋁和銅層之所需的開口透射區域34a和34b。遮罩可立即使用。
必需強調上述所說明之本發明實施例，特別是「較佳」實施例，只作為可實施之範例，其僅用於清楚地暸解本發明之原理。上述所說明實施例能夠作許多變化及改變而並不會脫離本發明之原理及精神。所有變化及改變均於本文及本案發明的範圍內，以及受到下列申請專利範圍保護。
10‧‧‧裝置
12‧‧‧第一基板
14‧‧‧玻璃料壁板
16‧‧‧第二基板
18‧‧‧顯示器裝置
20‧‧‧電極

Claims (25)

  1. 一種封裝對溫度和環境靈敏的元件之方法，該方法包括：提供以至少一個玻璃料壁板分隔的第一基板和第二基板，壁板具有高度在第一和第二基板之間延伸以及寬度，以及位於第一和第二基板之間且由玻璃料壁板圍住的至少一個對溫度和環境靈敏的元件；提供產生雷射光束的雷射，雷射光束具有大致圓形的光束外形，雷射光束的直徑大於玻璃料壁板的寬度；提供不透明的遮罩以阻擋雷射光束，遮罩具有實質上透明細長的透射區域，不透明材料之長度和寬度使雷射光束之細長的部分通過遮罩，透射區域的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，以及不透明材料長條大致沿著細長的透射區域的縱向中央線延伸以阻擋雷射光束之細長的部分的中央部分；放置遮罩位於雷射和第一基板或第二基板其中一者之間，細長的透射區域對準玻璃料壁板；以及導引雷射光束通過遮罩中的透射區域，因而雷射光束在沿著中央線的部分中被長條阻擋且被分割成兩個分開的光束，以分開的強度尖峰通過沿著中央線的部分之兩側的透射區域，使得兩個分開的光束照射到玻璃料壁板，熔融玻璃料壁板，而不會過度加熱和損壞元件，因而連結第一和第二基板以及密閉性地密封其間的元件。
  2. 依據申請專利範園第1項之方法，其中玻璃料壁板包含圍繞元件的密閉式框架，而透射區域以及不透明材料長條形成 於對應大小和形狀的密閉式框架中。
  3. 依據申請專利範園第1項之方法，更進一步包含在(i)第一與第二基板以及(ii)雷射光束和遮罩之間產生相對移動的步驟，因而雷射光束的透射部分是沿著玻璃料壁板橫移。
  4. 依據申請專利範園第2項之方法，更進一步包含在(i)第一與第二基板與遮罩以及(ii)雷射光束之間產生相對移動的步驟，因而雷射光束的透射部分是沿著玻璃料壁板橫移。
  5. 依據申請專利範園第1項之方法，其中光束以大於30mm/s速度橫移。
  6. 依據申請專利範園第1項之方法，其中光束以大於40mm/s速度橫移。
  7. 依據申請專利範園第2項之方法，更進一步包含藉由利用至少一個移動反射器來反射光束沿著玻璃料壁板橫移雷射光束的步驟。
  8. 依據申請專利範園第1項之方法，其中對溫度以及環境靈敏性之元件為至少一個OLED裝置。
  9. 依據申請專利範園第1項之方法，其中遮罩包含反射性表面。
  10. 依據申請專利範園第1項之方法，其中遮罩包含吸收性表面。
  11. 依據申請專利範園第3項之方法，其中雷射點直徑為大於玻璃料壁板寬度之2倍。
  12. 一種雷射密封遮罩，該遮罩用來雷射密封位在第一和第二基板之間之對溫度和環境靈敏的元件，第一和第二基板由 至少一個玻璃料壁板分隔，該玻璃料壁板具有高度延伸於第一和第二基板之間以及寬度，以及位於第一和第二基板之間並由玻璃料壁板圍繞著之至少有一個對溫度和環境靈敏的元件，遮罩包含：不透明的遮罩，該不透明遮罩具有實質上透明之細長的透射區域，該透射區域在不透明材料中具有長度和寬度，透射區域的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，以及不透明材料長條大致沿著細長的透射區域的縱向中央線延伸，因而當遮罩是位於雷射和第一基板或第二基板其中一者之間時，雷射發出大致圓形的光束，雷射的直徑大於玻璃料壁板的寬度，而第一基板或第二基板其中一者之細長的透射區域的長度和玻璃料壁板對準，雷射在沿著中央線的部分中被長條阻擋且被分割成兩個分開的光束，以分開的強度尖峰通過沿著中央線的部分之兩側的透射區域，使得兩個分開的光束照射到玻璃料壁板以熔融玻璃料壁板，因而連結第一和第二基板以及密閉性地密封其間的元件。
  13. 依據申請專利範園第12項之遮罩，其中細長的透射區域以及不透明材料長條通常為橢圓形的。
  14. 依據申請專利範園第12項之遮罩，其中細長的透射區域以及不透明材料長條通常為狹縫形的。
  15. 一種雷射密封系統，該系統用來雷射密封位在第一和第二基板之間對溫度和環境靈敏的元件，第一和第二基板由至少一個玻璃料壁板分隔，壁板具有高度以及寬度，高度延伸 於第一和第二基板之間，以及位於第一和第二基板之間且由玻璃料壁板圍繞著之至少有一個對溫度和環境靈敏的元件，系統包括：工作台，而第一基板以及第二基板與藉由第一和第二基板之間玻璃料壁板圍繞著之至少一個對溫度和環境靈敏的元件係由工作台支撐；產生雷射光束的雷射，該光束具有大致圓形的外形且其直徑大於玻璃料壁板的寬度；不透明的遮罩位在雷射和第一或第二基板之間以阻擋雷射光束的一部分，遮罩具有透明細長的透射區域，透射區域具有長度以及寬度於不透明材料中以使雷射光束之細長的部份通過遮罩，透射區域的寬度是實質上等於玻璃料壁板的寬度，以及不透明材料長條大致沿著細長的透射區域的縱向中央線延伸以阻擋雷射光束之細長部分的中央部分，將遮罩定向以使細長的透射區域對準玻璃料壁板；以及固定器，將雷射安裝到固定器上以導引雷射光束通過遮罩中的透射區域，在其中雷射光束在沿著中央線的部分中被長條阻擋且被分割成兩個分開的光束，以分開的強度尖峰通過沿著中央線的部分之兩側的透射區域，使得兩個分開的光束照射到玻璃料壁板以熔融玻璃料壁板，而不會過度加熱和損壞元件，因而連結第一和第二基板以及密閉性地密封其間的元件。
  16. 依據申請專利範園第15項之系統，其中細長的透射區域 以及不透明材料長條通常為橢圓形的。
  17. 依據申請專利範園第15項之系統，其中拉伸透射區域以及不透明材料長條通常為狹縫形的。
  18. 依據申請專利範園第15項之系統，其中更進一步包含移動控制構件可操作地連接到至少一個固定器以及工作台以產生工作台和固定器之間相對的移動，因而雷射的透射部分橫移過玻璃料壁板，熔融玻璃料壁板。
  19. 依據申請專利範園第18項之系統，其中玻璃料壁板包括圍繞元件的密閉式框架，不透明材料之透射區域以及長條形成於對應大小和形狀的密閉式框架內，以及遮罩相對於工作台保持固定並使透射區域對準玻璃料壁板。
  20. 依據申請專利範園第19項之系統，其中移動控制構件可操作地連接到固定器以相對於工作台移動固定器。
  21. 依據申請專利範園第19項之系統，其中移動控制構件可操作地連接到工作台以相對於固定器移動工作台。
  22. 依據申請專利範園第18項之系統，其中遮罩靜止地相對雷射固定，並使透射區域對準玻璃料壁板，以及移動控制構件可操作地連接至固定器以相對於工作台移動固定器。
  23. 依據申請專利範圍第15項之系統，其中光束以大於30mm/s速度橫移。
  24. 依據申請專利範圍第15項之系統，其中對溫度以及環境靈敏性之元件為至少一個OLED裝置。
  25. 依據申請專利範園第15項之系統，其中遮罩包含反射性表面。
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