マスクを有するフリット付カバーシートの作製方法及びフリット付カバーシートを有するガラスパッケージ
ガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートを形成するための方法は、封止面及び背面を有する透明基板を提供する工程及び基板の封止面または基板の背面の内の一方の上に少なくとも１つのマスクを形成する工程を含む。封止フリットによって定められる周界に隣接して少なくとも１つのマスクが配置されるように封止フリットを基板の封止面上に形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００９年７月９日に出願された、米国特許出願第１２/５００１１９号の恩典を主張する。この出願明細書の内容並びに、本明細書に言及される、出版物、特許及び特許文書の全開示は本明細書に参照として含まれる。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、全般にはガラス基板をフリット封止するためのフリット付カバーシートに関し、さらに詳しくはマスクを有するフリット付カバーシート及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光吸収性ガラスフリットを用いてガラスパッケージをフリット封止する方法が特許文献１に開示されている。特許文献１に概ね説明されているように、ガラスフリットは第１のガラス基板上に(一般には額縁の形状の)閉じた線をなして被着され、フリットを予備焼結するために加熱される。第１のガラス基板は次いで第２のガラス基板の上に、フリットを第１の基板と第２の基板の間に配して、重ねて置かれる。続いてレーザビームが(一般には基板の一方または両方を通り)フリットに沿って移動して、フリットを加熱／溶融させ、基板間に気密封止を形成する。
【０００４】
そのようなガラスパッケージの一用途は、有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)ディスプレイデバイスの作製にある。例示ＯＬＥＤディスプレイデバイスは、その上に第１の電極材料、１つ以上の有機電界発光材料の層及び第２の電極材料が被着されている第１のガラス基板を有する。有機電界発光材料の特徴の１つは熱に対する低損傷閾である。すなわち、有機電界発光材料の温度は一般に、材料の劣化及び引き続くディスプレイデバイスの故障を避けるため、約１００℃より低温に維持されなければならない。したがって、封止形成作業は電界発光材料の加熱を避ける態様で実施されなければならない。
【０００５】
ＯＬＥＤディスプレイデバイスを封止するためのフリット加熱の代表的なシナリオは、第１の基板上に被着されたフリット線の幅と少なくとも同じ幅のレーザビーム(またはフリットをその融点まで加熱できるその他の光エネルギー源)の使用を含む。フリットが加熱されている間、不用意にレーザビームが電界発光材料に触れないように注意を払わなければならない。フリットの加熱を、同時に電界発光材料の過度の加熱の回避も、容易にするため、レーザビームのフリットからの無漂遊を保証するためにマスクが用いられることがある。マスクはフリットを間に挟み込んでいる２枚の基板に重ねて配置され、マスクとフリットがビームで照射される。マスク上に入射するレーザ(またはその他の光源)からの光はマスクで吸収されるか、さらに好ましくは、マスクの加熱はマスクの有効寿命を縮め得るから、マスクから反射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６９９８７７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ディスプレイ基板の寸法が大きくなるにつれて、電界発光材料の不用意な加熱を防止するに必要な精度でマスクを作製できるかが大きな課題になっている。これは、ディスプレイの付加価値のかなりが被着された電界発光材料及びデバイス内のその他の支持構造(例えば電極)にあり、フリット封止プロセス中の過誤には大きな財政上の結果がともなうから、特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態にしたがえば、ガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートを形成するための方法は、封止面及び背面を有する透明基板を提供する工程及び基板の封止面または基板の背面の内の一方の上に少なくとも１つのマスクを形成する工程を含む。封止フリットは、少なくとも１つのマスクが封止フリットで定められる周界に隣接して配置されるように、基板の封止面上に形成することができる。
【０００９】
別の実施形態において、ガラスパッケージを形成するための方法は、第１の透明基板及び第２の透明基板を提供する工程を含む。第１の透明基板の封止面または第１の透明基板の背面の内の一方の上にマスクを形成することができる。封止フリットは、内マスクが封止フリットで定められる周界の内側に配置されるように、第１の透明基板の封止面上に形成することができる。第１の透明基板は、封止フリットが第１の透明基板と第２の透明基板の間に配されるように、第２の透明基板上に合わせることができる。封止フリットを加熱し、よって第１の透明基板を第２の透明基板に気密封着させるため、第１の透明基板の裏面を通して封止フリット上に光エネルギーを向けることができる。
【００１０】
別の実施形態において、ガラスパッケージはフリット付カバーシート及びガラス基板を有する。フリット付カバーシートは封止フリット及びマスクを有し、封止フリットはフリット付カバーシートの封止面上に配置されて周界を定め、マスクはフリット付カバーシートの封止面またはフリット付カバーシートの背面の内の一方の上に配置され、封止フリットで定められる周界の内側に配される。フリット付カバーシートは、封止フリットがガラス基板とフリット付カバーシートの間に配され、封止フリットがガラス基板とフリット付カバーシートの間の気密封止を形成するように、ガラス基板上に配置することができる。
【００１１】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書に説明される実施形態を実施することによって認められるであろう。
【００１２】
上記の全般的説明及び以下の詳細な説明が様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質の理解のための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本明細書に説明される様々な実施形態を示し、記述とともに、特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本明細書に示され、説明される、１つ以上の実施形態にしたがう、内マスク、外マスク及び内マスクと外マスクの間に配置された封止フリットを有するフリット付カバーシートを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、フリット付カバーシートの作製の、パターン形成材料の被着による開始段階の断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、フリット付カバーシートの作製の、マスク形成材料の被着段階の断面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、フリット付カバーシートの作製の、パターン形成材料及びマスク形成材料の一部の除去段階の断面図を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、フリット付カバーシートの作製の、封止フリットの被着段階の断面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートの一実施形態を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートの別の実施形態を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートのまた別の実施形態を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本明細書に示されて説明される一実施形態にしたがう、ディスプレイデバイスを形成するためにＯＬＥＤ素子を有する基板上に配置されて基板に封着されるフリット付カバーシートの断面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本明細書に示されて説明される一実施形態にしたがう、ディスプレイデバイスを形成するためにＯＬＥＤ素子を有する基板上に配置されて基板に封着されるフリット付カバーシートの断面図を示す。
【図５】図５は、本明細書に示されて説明される１つ以上の実施形態にしたがう、単一のガラス基板上に複数のガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ガラスパッケージの封止に使用するためのフリット付カバーシートの様々な実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、全図面を通して同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。フリット付カバーシートの一実施形態が図１に示され、全図面において全体として参照数字１００で指定される。フリット付カバーシートは全般に、透明基板、少なくとも１つのマスク及び封止フリットを有する。フリット付カバーシート及び、フリット付カバーシートの形成方法及びガラス基板を封止するためのその使用方法をここでさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１及び２Ｄを参照すれば、フリット付カバーシート１００の一実施形態が示される。フリット付カバーシート１００は全般に、透明基板１０２，内マスク１０９，外マスク１０８及び封止フリット１１４を有する。語句「透明基板」は本明細書に用いられるように、基板に入射する光エネルギーの特定の波長に対して少なくとも約９０％の透過率を有する基板を指す。例えば、一実施形態において、基板１０２は、封止フリット１１４の加熱に用いられる約７５０ｎｍから約９５０ｎｍの光エネルギー波長に対して少なくとも約９０％の透過率を有する。透明基板１０２は、例えばコーニング社(Corning, Inc.)で生産されるＥａｇｌｅ ＸＧガラスで、または、以後の封止プロセスにおいて封止フリット１１４の加熱に用いられる光エネルギー波長において適する透過率を有する同様のガラス材料で、作製されたガラス基板とすることができる。透明基板１０２は一般に背面１０６及び封止面１０４を有する。
【００１６】
内マスク１０９及び外マスク１０８は、内マスク１０９及び外マスク１０８のそれぞれが連続周回路を形成するように、自閉する線または帯の形態の枠様形状で透明基板１０２の背面または封止面上に形成することができる。内マスク１０９及び外マスク１０８は、透明基板１０２の露出部分１２４が内マスクと外マスクの間に配置されるように、相互に隔てられる。図１及び２Ｄに示される実施形態において、内マスク１０９及び外マスク１０８は透明基板１０２の背面１０６上に形成される。しかし、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板の背面１０６上または封止面１０４上のいずれにも形成され得ることは理解されるであろう。
【００１７】
内マスク１０９及び外マスク１０８は一般に、フリット付カバーシート１００が基板に封着されている間に封止フリットの加熱に用いられる光エネルギーを吸収または反射する、マスク形成材料で形成される。一実施形態において、マスク形成材料は、以後のガラスパッケージ封止プロセス中の封止フリット加熱に用いられる特定の光エネルギー波長において反射性である金属材料を含むことができる。そのような金属材料には、例えば、アルミニウム、銅、クロム、モリブデン、金、銀、白金またはその他のいずれかの適する元素あるいは金属合金材料を含めることができる。選ばれる特定の金属材料は、異なる金属は異なる反射特性を有するであろうから、以後のガラスパッケージ封止プロセスに用いられる光エネルギーの特性に依存し得る。別の実施形態において、マスク形成材料は、以後の封止プロセス中の封止フリット加熱に用いられる光エネルギーを吸収する材料を含むことができる。
【００１８】
図１及び２Ｄをさらに参照すれば、封止フリット１１４はガラス基板１０２の封止面１０４上に配置し、封止フリットが内マスク１０９及び外マスク１０８のいずれにも隣接するように、内マスク１０９と外マスク１０８の間のガラス基板１０２の露出部分１２４に配置することができる。したがって、封止フリット１１４が一般に、ガラス基板１０２の封止面１０４上に自閉して連続順回路を形成し、よって全体的に周界を定める、線または帯の形態の枠様形状を有することは当然である。
【００１９】
一実施形態において、封止フリット１１４は、ペーストとして被着されるガラスベース材料である。ペーストは一般に、ガラス粉末、(一般に有機の)結合剤及び／または、溶剤のような、揮発性液体ビヒクルを含むことができる。一実施形態において、封止フリット１１４は、以後の封止作業において封止フリット１１４に印加される光エネルギーの波長に一致するかまたは実質的に一致するあらかじめ定められた光エネルギー波長においておいてかなりの光吸収断面積を有する、低温ガラスフリットから形成される。例えば、ガラスフリットは、鉄、銅、バナジウム、ネオジム及びこれらの組合せを含む群から選ばれる１つ以上の光エネルギー吸収イオンを含有することができる。ガラスフリットは、ガラスフリットの熱膨張係数(ＣＴＥ)が基板１０２及び、フリット付カバーシート１００が以後に封着される、ガラス基板のいずれのＣＴＥともさらに密に一致するようにガラスフリットのＣＴＥを変化させるフィラー(例えば転化フィラーまたは添加フィラー)をドープすることもできる。封止フリット１１４を作製するために様々な組成のガラスフリットを用い得ることは理解されるであろう。例えば、適するフリット組成の非限定的例が、名称を「フリットを用いて気密封止されたガラスパッケージ及び作製方法(Glass Package that is Hermetically Sealed with a Frit and Method of Fabrication)」とする、特許文献１に開示されている。特許文献１は本明細書に参照として含まれる。
【００２０】
図１及び２Ａ〜２Ｄを次に参照すれば、例えばディスプレイデバイスのような、ガラスパッケージの封止に用いるためのフリット付カバーシートを形成する方法は、透明基板１０２上にパターン形成材料１１０を被着する工程を含むことができる。パターン形成材料は、例えば、フォトレジスト材料、インク、高分子材量、無機材料、等のような、様々な既知のパターン形成材料の内のいずれか１つを含むことができる。本明細書に示され、説明される、実施形態において、パターン形成材料はガラスフリットを含むペーストである。しかし、その他の適するパターン形成材料を用い得ることは当然である。
【００２１】
パターン形成材料１１０は透明基板１０２の封止面１０４または透明基板１０２の背面１０６の内の少なくとも一方の上に被着することができる。図２Ａ〜２Ｄに示されるフリット付カバーシート１００を形成するための方法において、パターン形成材料１１０は透明基板１０２の背面１０６上に被着される。パターン形成材料は様々な方法の内のいずれか１つによって透明基板上に被着することができる。例えば、パターン形成材料がガラスフリットベースペーストである場合、ペーストを(ノズル、中空ニードルのような、または同様の)アプリケータからペーストを押し出すことによるか、スクリーン印刷によるかまたはその他のいずれかの技術上既知の計量分配方法によって、ペーストを透明基板上に被着することができる。しかし、パターン形成材料が以後に透明基板上に被着される封止フリットと同じかまたは同様のガラスフリットベースペーストである場合は、パターン形成材料を封止フリットと同じ態様で計量分配することが、これによりパター形成材料が一般に以後に被着される封止フリットの幾何学的形状と同形になることが保証されるから、望ましいであろうことは当然である。
【００２２】
図２Ａを参照すれば、パターン形成材料１１０は、透明基板１０２の少なくとも一部分が露出されるように、透明基板１０２上に被着することができる。例えば、図２Ａに示されるように、パターン形成材料１１０は、内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８がパターン形成材料１１０に形成されるように、被着される。(ここでさらに説明されるように)透明基板１０２上にマスク１０８，１０９を形成するために用いられる内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８は基板１０２の背面１０６までパターン形成材料１１０を貫通する。内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８のそれぞれは一般に、そのようなチャネルに形成されるマスクも連続であるように、自閉する連続チャネルとして形成される。パターン形成材料は、内部チャネル及び外部チャネル(及び以後のマスク)が所望の形状を有するように、被着することができる。例えば、図１及び２Ｄに示される実施形態において、パターン形成材料１１０は、内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８のそれぞれが、内部チャネル１２６が外部チャネル１２８の内側に、外部チャネル１２８から隔てられて配置されている、長方形の、枠様形状を有するように、被着される。
【００２３】
図２Ａに示される実施形態は２本のチャネル(例えば内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８)を形成するように被着されているとしてパターン形成材料を示しているが、単一チャネルまたは２本より多くのチャネルを形成するようにパターン形成材料を被着できることは当然である。
【００２４】
さらに、本明細書に示され、説明される実施形態はパターン形成材料の被着後に露出されたままの透明基板の領域がチャネルであることを示しているが、露出領域が別の形状及び構成を有するようにパターン形成材料を被着できることは当然である。例えば、いくつかの実施形態において、フリット付カバーシートが表面発光ディスプレイデバイスであるガラスパッケージを封止するために用いられる場合、単一チャネルを透明基板上に形成することができ、単一チャネルで定められる枠内の透明基板のかなりの領域を露出したままにすることができる。
【００２５】
パターン形成材料１１０がガラスフリットベースペーストである場合、ペーストは一般に、様々なガラス粉末、結合剤及び、溶剤のような、揮発性ビヒクルを含むことができる。透明基板１０２は、ガラスフリットベースペーストを乾燥させる(例えば、ペーストの揮発性ビヒクル成分を追い出す)ため、パターン形成材料１１０の被着後に加熱することができる。揮発性ビヒクルを除去することにより、被着されたパターン形成材料はガラス基板上に一層くっきりした縁端を有し、これにより、ここでさらに詳細に説明されるように、一層明確に定められたマスクの被着が可能になる。
【００２６】
パターン形成材料１１０は最終的に透明基板１０２から除去することができる。したがって、ガラスフリットを焼結するに十分なガラスフリットベースペーストの加熱は、以後のフリットの除去が困難になり得るから、行わないことが望ましい。したがって、ガラスフリットベースペーストを乾燥させるため、透明基板１０２は約１５分より長い時間をかけて(例えば１５〜２０分間)、約５０℃〜約３００℃の温度まで加熱することができる。あるいは、ガラスフリットベースペーストの被着後、ガラスフリットベースペーストを室温において外気で１５〜２０分間乾燥させることができる。
【００２７】
別の実施形態において、パターン形成材料１１０は、広範なアクリル系高分子材の内のいずれかのような、高分子材とすることができる。高分子材被着後、高分子材を硬化させて固化させることができる。例えば、いくつかのアクリル系高分子材については、高分子材を紫外光源で露光して硬化させることができる。しかし、利用される特定の硬化手法がパターン形成材料に選ばれる特定の高分子材に依存して変わり得ることは理解されるであろう。
【００２８】
パターン形成材料１１０が被着され、適切であれば、処理されて(例えば、ガラスフリットベースパターン形成材料の場合は加熱または乾燥されて、また高分子材ベースパターン形成材料の場合は硬化されて)しまうと、マスク形成材料１１２を、図２Ｂに示されるように、パターン形成材料１１０及び透明基板１０２を覆って被着することができる。したがって、パターン形成材料１１０が透明基板１０２の封止面１０４上に被着される場合、マスク形成材料１１２は封止面１０４上のパターン形成材料１１０に重ねて被着されるであろう。同様に、パターン形成材料１１０が透明基板１０２の背面１０６上に被着される場合、マスク形成材料１１２は背面１０６上のパターン形成材料１１０に重ねて被着されるであろう。本明細書に説明されるように、マスク形成材料１１２は、以後のフリット付カバーシート１００を用いるガラスパッケージの封止中の封止フリット加熱に用いられる光エネルギーの特定の波長を反射または吸収するいずれかの材料または材料の組合せを含むことができる。本明細書に説明される実施形態において、マスク形成材料１１２は、例えばアルミニウムまたは銅のような、金属材料である。
【００２９】
本明細書に説明されるように、マスク形成材料１１２が金属材料である場合、マスク形成材料は、例えば蒸着またはスパッタリングを含む、従来の被着方法または手法のいずれかによって被着することができる。パターン形成材料１１０が被着されている透明基板１０２がマスク形成材料１１２の被着中に静止していれば、金属材料のさらに一様な被着を達成できることが分かった。
【００３０】
一実施形態(図示せず)において、マスク形成材料は同じかまたは異なる材料の複数の層で被着することができる。例えば、マスク形成材料の被着工程は、第１マスク形成材料層を被着する工程及び第１マスク形成材料層に重ねて第２マスク形成材料層を被着する工程を含むことができる。一実施形態において、第１アルミニウム層がパターン形成材料及び透明基板を覆って被着される。その後、第２銅層をアルミニウム層に重ねて被着することができる。アルミニウム層は、例えば、銅層と透明基板の間の密着層として用いることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、マスク形成材料が金属材料である場合、マスク形成材料が透明基板上に被着された後にＳｉＯまたはＳｉＯ２の薄層をマスク形成材料に重ねて被着することができる。ＳｉＯまたはＳｉＯ２は、ガラスパッケージの封止に用いられる光エネルギーのマスクによる過度の吸収を生じさせ、よってマスクを加熱し、最終的には劣化させ得る、金属材料の酸化を防止する。
【００３２】
図２Ｃを参照すれば、一実施形態において、マスク形成材料１１２の被着後、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の少なくとも一部分が透明基板１０２から除去されて、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板１０２上に残される。パターン形成材料１１０がガラスフリットベース材料である場合のような、一実施形態において、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の一部分は透明基板１０２を洗うことで除去することができる。例えば、透明基板を、アセトンのような、溶剤で洗い、軽く拭って、ペースト及びパターン形成材料の上に被着されているマスク形成材料部分を除去することができる。あるいは、加圧スプレイを用いて、パターン形成材料及びマスク形成材料の少なくとも一部分を除去することができる。パターン形成材料及びマスク形成材料の少なくとも一部分を除去するため、適切であれば、他の方法を用いることができる。
【００３３】
パターン形成材料１１０が高分子材である場合のような、別の実施形態において、透明基板１０２を、透明基板上に被着されているいかなる材料も含めて、高分子材の除去を容易にするために加熱することができる。高分子材の除去に用いられる加熱スケジュール及び温度は、利用される高分子材のタイプに依存して変わり得る。しかし、そのようなパラメータは容易に、適度の実験により、決定することができる。
【００３４】
図１及び２Ｃを次に参照すれば、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の少なくとも一部分が除去された後のマスク形成材料からなる少なくとも１つのマスクは一般に、上述したように、自閉して連続周回路を形成する線及びまたは帯の形態の枠の形である。図２Ｃに示される実施形態において、少なくとも１つのマスクは外マスク１０８及び内マスク１０９を含み、外マスク１０８及び内マスク１０９のそれぞれは一般に、上述したように、枠形である。外マスク１０８及び内マスク１０９は相互に隔てられ、透明基板１０２の背面１０６上の外マスク１０８と内マスク１０９の間に露出領域１２４が配置される。
【００３５】
図２Ｄに示されるように、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の一部分が透明基板１０２から除去された後、透明基板１０２の封止面１０４上に封止フリット１１４を被着し、よってフリット付カバーシート１００を形成することができる。初めにペーストとして基板上に被着される封止フリットは、(ノズル、中空ニードルのような、または同様の)アプリケータからペーストを押し出すことによるか、スクリーン印刷によるかまたはその他のいずれかの技術上既知の計量分配方法によって被着することができる。
【００３６】
被着された封止フリット１１４は一般に、自閉して連続順回路を形成する線または帯の形態の枠の形をとることができる。したがって、封止フリット１１４が一般に透明基板１０２上に周界を定めることは当然である。封止フリット１１４は、内マスク１０９及び外マスク１０８が封止フリット１１４に隣接するように、内マスク１０９と外マスク１０８の間に配置することができる。例えば、図２Ｄに示されるフリット付カバーシート１００の実施形態に示されるように、封止フリット１１４は透明基板１０２の封止面１０４上に被着することができ、内マスク１０９及び外マスク１０８はガラス基板の背面１０６上に配置される。封止フリット１１４は、透明基板１０２の内マスク１０９及び外マスク１０８に対して裏側の面の上にあるとしても、内マスク１０９と外マスク１０８の間に、内マスク１０９及び外マスク１０８に隣接して、配置される。しかし、封止フリット１１４，内マスク１０９及び外マスク１０８の別の相対配位が可能であり得ることが当然である。例えば、一実施形態において、封止フリット１１４，内マスク１０９及び外マスク１０８の全てを透明基板１０２の封止面１０４上に被着することができる。
【００３７】
封止フリット１１４は、光エネルギーが背面１０６上の露出部分に入射したときに、光エネルギーが透明基板１０２を通過して封止フリット１１４に入射し、よって封止フリット１１４を加熱するように、封止面１０４上に配置される。封止フリット１１４は、内マスク１０９が、透明基板１０２の封止面１０４上または背面１０６上の、封止フリット１１４に隣接して、封止フリット１１４で定められた周界の内側に配置されるように、基板上に被着される。
【００３８】
本明細書に説明される実施形態において、封止フリット１１４は、内マスク１０９及び外マスク１０８が基板１０２上に形成された後に、基板１０２上に被着される。しかし、別の実施形態(図示せず)において、封止フリット１１４が基板１０２上に形成された後に内マスク１０９及び外マスク１０８が基板１０２上に形成され得ることは当然である。
【００３９】
さらに、図１及び２Ｄは、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板の背面１０６上に配置されているフリット付カバーシートを示しているが、別の実施形態において、内マスク１０９及び外マスク１０８を封止面１０４上に配置し得ることは当然である。
【００４０】
例として、図３Ａを参照すれば、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板１０２の封止面１０４上に封止フリットとともに配置されている、別の実施形態の、フリット付カバーシート１００ａが示されている。内マスク１０９及び外マスク１０８は本明細書に説明されるように形成することができる。
【００４１】
さらに、図１及び２Ｄは内マスク１０９及び外マスク１０８のいずれも有するフリット付カバーシート１００を示すが、別の実施形態において、フリット付カバーシート１００は単一のマスク(例えば外マスクまたは内マスクのいずれか)を有し得ることは当然である。例えば、図３Ｂは内マスク１０９及び封止フリット１１４を有するフリット付カバーシート１００ｂの一実施形態を示す。封止フリット１１４は、内マスク１０９が封止フリット１１４に隣接して、封止フリット１１４によって定められる周界の内側にあるように、被着される。図３Ｂに示される実施形態において、内マスク１０９は透明基板１０２の背面１０６上に配置される。しかし、別の実施形態(図示せず)において、透明基板の封止面上の、封止フリットによって定められる周界の内側に内マスクを配置し得ることは当然である。
【００４２】
図３Ｃを参照すれば、別の実施形態のフリット付カバーシート１００ｃが示されている。この実施形態において、外マスク１０９は内マスク１０９から隔てられ、透明基板１０２の縁端まで拡がっている。内マスク１０９及び外マスク１０８のこの構成は、パターン形成材料の被着中に、パターン形成材料を透明基板の縁端から離し、パターン形成材料に単一の枠形チャネルを形成することによって、得ることができる。したがって、所望の構成及び／または形状のパターンを形成するようにパターン形成材料を被着することにより、内マスク及び外マスクの様々なその他の構成及び／または形状が達成され得ることは当然である。
【００４３】
図４Ａ及び４Ｂを次に参照すれば、本明細書に説明されるフリット付カバーシートは、ガラス基板を封止し、よって封止ガラスパッケージを形成するために用いることができる。図４Ａ及び４Ｂに示される実施形態において、フリット付カバーシート１００は、電界発光素子１１６がその上に配置されているガラス基板を封止して、この実施形態ではディスプレイデバイスである、ガラスパッケージを形成するために用いられる。例えば、電界発光素子は有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)とすることができる。
【００４４】
フリット付カバーシート１００は初めに、ガラス基板１１８(例えばＯＬＥＤ基板)上に、フリット付カバーシート１００の封止面１０４とガラス基板１１８の間に電界発光素子１１６が配置されるように、配置される。フリット付カバーシート１００をこのように配置すると、電界発光素子１１６は封止フリット１１４によって定められる周回または枠の内側に配置される。その後、封止フリット１１４は、内マスク１０９と外マスク１０８の間のフリット付カバーシート１００の露出部分１２４を通して光エネルギー１２２を向けることによって(太矢印で表される)適する光エネルギー１２２で照射される。光エネルギー１２２はフリット付カバーシート１００の露出部分１２４を通して向けられるから、内マスク１０９及び外マスク１０８も光エネルギー１２２で照射され得ること及び内マスク１０９及び外マスク１０８が光エネルギー１２２を反射及び／または吸収することは当然である。例えば、内マスク１０９及び外マスク１０８の形成に用いられるマスク形成材料がアルミニウムのような金属材料であれば、内マスク１０９及び外マスク１０８は反射性であり得る。いくつかの実施形態において、光エネルギー１２２は封止フリット１１４により吸収されるであろう波長を有するレーザビームとすることができる。例えば、適する波長を有するレーザビームがフリット付カバーシート１００の露出部分１２４にわたって通過して、封止スリット１１４を照射及び加熱することができる。
【００４５】
別の実施形態(図示せず)において、光エネルギーは、フリット付カバーシートの全面またはかなりの部分を同時に照射する、広帯域赤外光源から放射することができる。そのような実施形態において、得られるディスプレイデバイスは表面発光デバイスとすることができ、内マスクは、電界発光素子が印加光エネルギーから保護されるように、フリット付カバーシートの中央部分にわたって拡がる。
【００４６】
封止フリット１１４の照射に適切な光源及び態様は加熱されて溶融されるべきフリットの組成に、また封止中のガラスパッケージの特性(例えばガラスパッケージの作製に感熱有機材料が使用されているか否か)にも、依存するであろう。露出部分１２４を透過して封止スリット１１４に入射する光エネルギーは封止フリット１１４を加熱し、溶解させ、よってフリット付カバーシート１００をガラス基板１１８に封着して、この例ではディスプレイデバイス１２０であるような、気密封止ガラスパッケージを形成する。
【００４７】
本明細書に説明される例及び実施形態は単一のガラスパッケージを封止するためのマスク及び封止フリットを有するフリット付カバーシートに関するが、封止ガラスパッケージの大量生産に有利であることが自明の、単一のガラス基板上に配列された複数の(例えば２つ以上の)ガラスパッケージを封止するための複数のマスク及び封止フリットを有するフリット付カバーシートを形成できることは当然である。例えば、図５は、単一のガラス基板１１８上に配置された２つの電界発光素子１１６を個々に封止するための複数のマスク(例えば、外マスク１０９ａ，１０９ｂ及び内マスク１０８ａ，１０８ｂ)及び封止フリット(例えば、封止フリット１１４ａ，１１４ｂ)を有するフリット付カバーシート１００の一実施形態を示す。
【００４８】
さらに、図４Ａ〜４Ｂ及び５は本明細書に説明されるフリット付カバーシートを用いる(ＯＬＥＤディスプレイのような)ディスプレイデバイスの作製を示すが、本明細書に説明されるように形成された封止フリット及びマスクを有するフリット付カバーシートが他のタイプのガラスパッケージに用いられ得ることは当然である。そのようなガラスパッケージには、例えば光電変換デバイス及び、フリット付カバーシートで封止されたガラス基板を有する、同様に構成されたガラスパッケージを含めることができる。
【００４９】
上述した実施形態が、特にいずれの「好ましい」実施形態も、実施の可能な例に過ぎず、本発明の原理の明瞭な理解のために説明されているに過ぎないことは強調されるべきである。特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく、本明細書に説明される実施形態に様々な改変及び変形がなされ得る。したがって、本明細書に説明される実施形態の改変及び変形が添付される特許請求項またはそれらの等価物の範囲内に入れば、本明細書はそのような形辺及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００５０】
１００ フリット付カバーシート
１０２ 透明基板
１０４ 封止面
１０６ 背面
１０８ 外マスク
１０９ 内マスク
１１０ パターン形成材料
１１２ マスク形成材料
１１４ 封止フリット
１１６ 電界発光素子
１２４ 透明基板露出部分
１２６ 内部チャネル
１２８ 外部チャネル
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００９年７月９日に出願された、米国特許出願第１２/５００１１９号の恩典を主張する。この出願明細書の内容並びに、本明細書に言及される、出版物、特許及び特許文書の全開示は本明細書に参照として含まれる。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、全般にはガラス基板をフリット封止するためのフリット付カバーシートに関し、さらに詳しくはマスクを有するフリット付カバーシート及びその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光吸収性ガラスフリットを用いてガラスパッケージをフリット封止する方法が特許文献１に開示されている。特許文献１に概ね説明されているように、ガラスフリットは第１のガラス基板上に(一般には額縁の形状の)閉じた線をなして被着され、フリットを予備焼結するために加熱される。第１のガラス基板は次いで第２のガラス基板の上に、フリットを第１の基板と第２の基板の間に配して、重ねて置かれる。続いてレーザビームが(一般には基板の一方または両方を通り)フリットに沿って移動して、フリットを加熱／溶融させ、基板間に気密封止を形成する。
【０００４】
そのようなガラスパッケージの一用途は、有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)ディスプレイデバイスの作製にある。例示ＯＬＥＤディスプレイデバイスは、その上に第１の電極材料、１つ以上の有機電界発光材料の層及び第２の電極材料が被着されている第１のガラス基板を有する。有機電界発光材料の特徴の１つは熱に対する低損傷閾である。すなわち、有機電界発光材料の温度は一般に、材料の劣化及び引き続くディスプレイデバイスの故障を避けるため、約１００℃より低温に維持されなければならない。したがって、封止形成作業は電界発光材料の加熱を避ける態様で実施されなければならない。
【０００５】
ＯＬＥＤディスプレイデバイスを封止するためのフリット加熱の代表的なシナリオは、第１の基板上に被着されたフリット線の幅と少なくとも同じ幅のレーザビーム(またはフリットをその融点まで加熱できるその他の光エネルギー源)の使用を含む。フリットが加熱されている間、不用意にレーザビームが電界発光材料に触れないように注意を払わなければならない。フリットの加熱を、同時に電界発光材料の過度の加熱の回避も、容易にするため、レーザビームのフリットからの無漂遊を保証するためにマスクが用いられることがある。マスクはフリットを間に挟み込んでいる２枚の基板に重ねて配置され、マスクとフリットがビームで照射される。マスク上に入射するレーザ(またはその他の光源)からの光はマスクで吸収されるか、さらに好ましくは、マスクの加熱はマスクの有効寿命を縮め得るから、マスクから反射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６９９８７７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ディスプレイ基板の寸法が大きくなるにつれて、電界発光材料の不用意な加熱を防止するに必要な精度でマスクを作製できるかが大きな課題になっている。これは、ディスプレイの付加価値のかなりが被着された電界発光材料及びデバイス内のその他の支持構造(例えば電極)にあり、フリット封止プロセス中の過誤には大きな財政上の結果がともなうから、特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態にしたがえば、ガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートを形成するための方法は、封止面及び背面を有する透明基板を提供する工程及び基板の封止面または基板の背面の内の一方の上に少なくとも１つのマスクを形成する工程を含む。封止フリットは、少なくとも１つのマスクが封止フリットで定められる周界に隣接して配置されるように、基板の封止面上に形成することができる。
【０００９】
別の実施形態において、ガラスパッケージを形成するための方法は、第１の透明基板及び第２の透明基板を提供する工程を含む。第１の透明基板の封止面または第１の透明基板の背面の内の一方の上にマスクを形成することができる。封止フリットは、内マスクが封止フリットで定められる周界の内側に配置されるように、第１の透明基板の封止面上に形成することができる。第１の透明基板は、封止フリットが第１の透明基板と第２の透明基板の間に配されるように、第２の透明基板上に合わせることができる。封止フリットを加熱し、よって第１の透明基板を第２の透明基板に気密封着させるため、第１の透明基板の裏面を通して封止フリット上に光エネルギーを向けることができる。
【００１０】
別の実施形態において、ガラスパッケージはフリット付カバーシート及びガラス基板を有する。フリット付カバーシートは封止フリット及びマスクを有し、封止フリットはフリット付カバーシートの封止面上に配置されて周界を定め、マスクはフリット付カバーシートの封止面またはフリット付カバーシートの背面の内の一方の上に配置され、封止フリットで定められる周界の内側に配される。フリット付カバーシートは、封止フリットがガラス基板とフリット付カバーシートの間に配され、封止フリットがガラス基板とフリット付カバーシートの間の気密封止を形成するように、ガラス基板上に配置することができる。
【００１１】
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書に説明される実施形態を実施することによって認められるであろう。
【００１２】
上記の全般的説明及び以下の詳細な説明が様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質の理解のための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本明細書に説明される様々な実施形態を示し、記述とともに、特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本明細書に示され、説明される、１つ以上の実施形態にしたがう、内マスク、外マスク及び内マスクと外マスクの間に配置された封止フリットを有するフリット付カバーシートを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、フリット付カバーシートの作製の、パターン形成材料の被着による開始段階の断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、フリット付カバーシートの作製の、マスク形成材料の被着段階の断面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、フリット付カバーシートの作製の、パターン形成材料及びマスク形成材料の一部の除去段階の断面図を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、フリット付カバーシートの作製の、封止フリットの被着段階の断面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートの一実施形態を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートの別の実施形態を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本明細書に示され、説明される、方法にしたがって作製されたフリット付カバーシートのまた別の実施形態を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本明細書に示されて説明される一実施形態にしたがう、ディスプレイデバイスを形成するためにＯＬＥＤ素子を有する基板上に配置されて基板に封着されるフリット付カバーシートの断面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本明細書に示されて説明される一実施形態にしたがう、ディスプレイデバイスを形成するためにＯＬＥＤ素子を有する基板上に配置されて基板に封着されるフリット付カバーシートの断面図を示す。
【図５】図５は、本明細書に示されて説明される１つ以上の実施形態にしたがう、単一のガラス基板上に複数のガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ガラスパッケージの封止に使用するためのフリット付カバーシートの様々な実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、全図面を通して同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。フリット付カバーシートの一実施形態が図１に示され、全図面において全体として参照数字１００で指定される。フリット付カバーシートは全般に、透明基板、少なくとも１つのマスク及び封止フリットを有する。フリット付カバーシート及び、フリット付カバーシートの形成方法及びガラス基板を封止するためのその使用方法をここでさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１及び２Ｄを参照すれば、フリット付カバーシート１００の一実施形態が示される。フリット付カバーシート１００は全般に、透明基板１０２，内マスク１０９，外マスク１０８及び封止フリット１１４を有する。語句「透明基板」は本明細書に用いられるように、基板に入射する光エネルギーの特定の波長に対して少なくとも約９０％の透過率を有する基板を指す。例えば、一実施形態において、基板１０２は、封止フリット１１４の加熱に用いられる約７５０ｎｍから約９５０ｎｍの光エネルギー波長に対して少なくとも約９０％の透過率を有する。透明基板１０２は、例えばコーニング社(Corning, Inc.)で生産されるＥａｇｌｅ ＸＧガラスで、または、以後の封止プロセスにおいて封止フリット１１４の加熱に用いられる光エネルギー波長において適する透過率を有する同様のガラス材料で、作製されたガラス基板とすることができる。透明基板１０２は一般に背面１０６及び封止面１０４を有する。
【００１６】
内マスク１０９及び外マスク１０８は、内マスク１０９及び外マスク１０８のそれぞれが連続周回路を形成するように、自閉する線または帯の形態の枠様形状で透明基板１０２の背面または封止面上に形成することができる。内マスク１０９及び外マスク１０８は、透明基板１０２の露出部分１２４が内マスクと外マスクの間に配置されるように、相互に隔てられる。図１及び２Ｄに示される実施形態において、内マスク１０９及び外マスク１０８は透明基板１０２の背面１０６上に形成される。しかし、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板の背面１０６上または封止面１０４上のいずれにも形成され得ることは理解されるであろう。
【００１７】
内マスク１０９及び外マスク１０８は一般に、フリット付カバーシート１００が基板に封着されている間に封止フリットの加熱に用いられる光エネルギーを吸収または反射する、マスク形成材料で形成される。一実施形態において、マスク形成材料は、以後のガラスパッケージ封止プロセス中の封止フリット加熱に用いられる特定の光エネルギー波長において反射性である金属材料を含むことができる。そのような金属材料には、例えば、アルミニウム、銅、クロム、モリブデン、金、銀、白金またはその他のいずれかの適する元素あるいは金属合金材料を含めることができる。選ばれる特定の金属材料は、異なる金属は異なる反射特性を有するであろうから、以後のガラスパッケージ封止プロセスに用いられる光エネルギーの特性に依存し得る。別の実施形態において、マスク形成材料は、以後の封止プロセス中の封止フリット加熱に用いられる光エネルギーを吸収する材料を含むことができる。
【００１８】
図１及び２Ｄをさらに参照すれば、封止フリット１１４はガラス基板１０２の封止面１０４上に配置し、封止フリットが内マスク１０９及び外マスク１０８のいずれにも隣接するように、内マスク１０９と外マスク１０８の間のガラス基板１０２の露出部分１２４に配置することができる。したがって、封止フリット１１４が一般に、ガラス基板１０２の封止面１０４上に自閉して連続順回路を形成し、よって全体的に周界を定める、線または帯の形態の枠様形状を有することは当然である。
【００１９】
一実施形態において、封止フリット１１４は、ペーストとして被着されるガラスベース材料である。ペーストは一般に、ガラス粉末、(一般に有機の)結合剤及び／または、溶剤のような、揮発性液体ビヒクルを含むことができる。一実施形態において、封止フリット１１４は、以後の封止作業において封止フリット１１４に印加される光エネルギーの波長に一致するかまたは実質的に一致するあらかじめ定められた光エネルギー波長においておいてかなりの光吸収断面積を有する、低温ガラスフリットから形成される。例えば、ガラスフリットは、鉄、銅、バナジウム、ネオジム及びこれらの組合せを含む群から選ばれる１つ以上の光エネルギー吸収イオンを含有することができる。ガラスフリットは、ガラスフリットの熱膨張係数(ＣＴＥ)が基板１０２及び、フリット付カバーシート１００が以後に封着される、ガラス基板のいずれのＣＴＥともさらに密に一致するようにガラスフリットのＣＴＥを変化させるフィラー(例えば転化フィラーまたは添加フィラー)をドープすることもできる。封止フリット１１４を作製するために様々な組成のガラスフリットを用い得ることは理解されるであろう。例えば、適するフリット組成の非限定的例が、名称を「フリットを用いて気密封止されたガラスパッケージ及び作製方法(Glass Package that is Hermetically Sealed with a Frit and Method of Fabrication)」とする、特許文献１に開示されている。特許文献１は本明細書に参照として含まれる。
【００２０】
図１及び２Ａ〜２Ｄを次に参照すれば、例えばディスプレイデバイスのような、ガラスパッケージの封止に用いるためのフリット付カバーシートを形成する方法は、透明基板１０２上にパターン形成材料１１０を被着する工程を含むことができる。パターン形成材料は、例えば、フォトレジスト材料、インク、高分子材量、無機材料、等のような、様々な既知のパターン形成材料の内のいずれか１つを含むことができる。本明細書に示され、説明される、実施形態において、パターン形成材料はガラスフリットを含むペーストである。しかし、その他の適するパターン形成材料を用い得ることは当然である。
【００２１】
パターン形成材料１１０は透明基板１０２の封止面１０４または透明基板１０２の背面１０６の内の少なくとも一方の上に被着することができる。図２Ａ〜２Ｄに示されるフリット付カバーシート１００を形成するための方法において、パターン形成材料１１０は透明基板１０２の背面１０６上に被着される。パターン形成材料は様々な方法の内のいずれか１つによって透明基板上に被着することができる。例えば、パターン形成材料がガラスフリットベースペーストである場合、ペーストを(ノズル、中空ニードルのような、または同様の)アプリケータからペーストを押し出すことによるか、スクリーン印刷によるかまたはその他のいずれかの技術上既知の計量分配方法によって、ペーストを透明基板上に被着することができる。しかし、パターン形成材料が以後に透明基板上に被着される封止フリットと同じかまたは同様のガラスフリットベースペーストである場合は、パターン形成材料を封止フリットと同じ態様で計量分配することが、これによりパター形成材料が一般に以後に被着される封止フリットの幾何学的形状と同形になることが保証されるから、望ましいであろうことは当然である。
【００２２】
図２Ａを参照すれば、パターン形成材料１１０は、透明基板１０２の少なくとも一部分が露出されるように、透明基板１０２上に被着することができる。例えば、図２Ａに示されるように、パターン形成材料１１０は、内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８がパターン形成材料１１０に形成されるように、被着される。(ここでさらに説明されるように)透明基板１０２上にマスク１０８，１０９を形成するために用いられる内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８は基板１０２の背面１０６までパターン形成材料１１０を貫通する。内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８のそれぞれは一般に、そのようなチャネルに形成されるマスクも連続であるように、自閉する連続チャネルとして形成される。パターン形成材料は、内部チャネル及び外部チャネル(及び以後のマスク)が所望の形状を有するように、被着することができる。例えば、図１及び２Ｄに示される実施形態において、パターン形成材料１１０は、内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８のそれぞれが、内部チャネル１２６が外部チャネル１２８の内側に、外部チャネル１２８から隔てられて配置されている、長方形の、枠様形状を有するように、被着される。
【００２３】
図２Ａに示される実施形態は２本のチャネル(例えば内部チャネル１２６及び外部チャネル１２８)を形成するように被着されているとしてパターン形成材料を示しているが、単一チャネルまたは２本より多くのチャネルを形成するようにパターン形成材料を被着できることは当然である。
【００２４】
さらに、本明細書に示され、説明される実施形態はパターン形成材料の被着後に露出されたままの透明基板の領域がチャネルであることを示しているが、露出領域が別の形状及び構成を有するようにパターン形成材料を被着できることは当然である。例えば、いくつかの実施形態において、フリット付カバーシートが表面発光ディスプレイデバイスであるガラスパッケージを封止するために用いられる場合、単一チャネルを透明基板上に形成することができ、単一チャネルで定められる枠内の透明基板のかなりの領域を露出したままにすることができる。
【００２５】
パターン形成材料１１０がガラスフリットベースペーストである場合、ペーストは一般に、様々なガラス粉末、結合剤及び、溶剤のような、揮発性ビヒクルを含むことができる。透明基板１０２は、ガラスフリットベースペーストを乾燥させる(例えば、ペーストの揮発性ビヒクル成分を追い出す)ため、パターン形成材料１１０の被着後に加熱することができる。揮発性ビヒクルを除去することにより、被着されたパターン形成材料はガラス基板上に一層くっきりした縁端を有し、これにより、ここでさらに詳細に説明されるように、一層明確に定められたマスクの被着が可能になる。
【００２６】
パターン形成材料１１０は最終的に透明基板１０２から除去することができる。したがって、ガラスフリットを焼結するに十分なガラスフリットベースペーストの加熱は、以後のフリットの除去が困難になり得るから、行わないことが望ましい。したがって、ガラスフリットベースペーストを乾燥させるため、透明基板１０２は約１５分より長い時間をかけて(例えば１５〜２０分間)、約５０℃〜約３００℃の温度まで加熱することができる。あるいは、ガラスフリットベースペーストの被着後、ガラスフリットベースペーストを室温において外気で１５〜２０分間乾燥させることができる。
【００２７】
別の実施形態において、パターン形成材料１１０は、広範なアクリル系高分子材の内のいずれかのような、高分子材とすることができる。高分子材被着後、高分子材を硬化させて固化させることができる。例えば、いくつかのアクリル系高分子材については、高分子材を紫外光源で露光して硬化させることができる。しかし、利用される特定の硬化手法がパターン形成材料に選ばれる特定の高分子材に依存して変わり得ることは理解されるであろう。
【００２８】
パターン形成材料１１０が被着され、適切であれば、処理されて(例えば、ガラスフリットベースパターン形成材料の場合は加熱または乾燥されて、また高分子材ベースパターン形成材料の場合は硬化されて)しまうと、マスク形成材料１１２を、図２Ｂに示されるように、パターン形成材料１１０及び透明基板１０２を覆って被着することができる。したがって、パターン形成材料１１０が透明基板１０２の封止面１０４上に被着される場合、マスク形成材料１１２は封止面１０４上のパターン形成材料１１０に重ねて被着されるであろう。同様に、パターン形成材料１１０が透明基板１０２の背面１０６上に被着される場合、マスク形成材料１１２は背面１０６上のパターン形成材料１１０に重ねて被着されるであろう。本明細書に説明されるように、マスク形成材料１１２は、以後のフリット付カバーシート１００を用いるガラスパッケージの封止中の封止フリット加熱に用いられる光エネルギーの特定の波長を反射または吸収するいずれかの材料または材料の組合せを含むことができる。本明細書に説明される実施形態において、マスク形成材料１１２は、例えばアルミニウムまたは銅のような、金属材料である。
【００２９】
本明細書に説明されるように、マスク形成材料１１２が金属材料である場合、マスク形成材料は、例えば蒸着またはスパッタリングを含む、従来の被着方法または手法のいずれかによって被着することができる。パターン形成材料１１０が被着されている透明基板１０２がマスク形成材料１１２の被着中に静止していれば、金属材料のさらに一様な被着を達成できることが分かった。
【００３０】
一実施形態(図示せず)において、マスク形成材料は同じかまたは異なる材料の複数の層で被着することができる。例えば、マスク形成材料の被着工程は、第１マスク形成材料層を被着する工程及び第１マスク形成材料層に重ねて第２マスク形成材料層を被着する工程を含むことができる。一実施形態において、第１アルミニウム層がパターン形成材料及び透明基板を覆って被着される。その後、第２銅層をアルミニウム層に重ねて被着することができる。アルミニウム層は、例えば、銅層と透明基板の間の密着層として用いることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、マスク形成材料が金属材料である場合、マスク形成材料が透明基板上に被着された後にＳｉＯまたはＳｉＯ２の薄層をマスク形成材料に重ねて被着することができる。ＳｉＯまたはＳｉＯ２は、ガラスパッケージの封止に用いられる光エネルギーのマスクによる過度の吸収を生じさせ、よってマスクを加熱し、最終的には劣化させ得る、金属材料の酸化を防止する。
【００３２】
図２Ｃを参照すれば、一実施形態において、マスク形成材料１１２の被着後、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の少なくとも一部分が透明基板１０２から除去されて、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板１０２上に残される。パターン形成材料１１０がガラスフリットベース材料である場合のような、一実施形態において、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の一部分は透明基板１０２を洗うことで除去することができる。例えば、透明基板を、アセトンのような、溶剤で洗い、軽く拭って、ペースト及びパターン形成材料の上に被着されているマスク形成材料部分を除去することができる。あるいは、加圧スプレイを用いて、パターン形成材料及びマスク形成材料の少なくとも一部分を除去することができる。パターン形成材料及びマスク形成材料の少なくとも一部分を除去するため、適切であれば、他の方法を用いることができる。
【００３３】
パターン形成材料１１０が高分子材である場合のような、別の実施形態において、透明基板１０２を、透明基板上に被着されているいかなる材料も含めて、高分子材の除去を容易にするために加熱することができる。高分子材の除去に用いられる加熱スケジュール及び温度は、利用される高分子材のタイプに依存して変わり得る。しかし、そのようなパラメータは容易に、適度の実験により、決定することができる。
【００３４】
図１及び２Ｃを次に参照すれば、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の少なくとも一部分が除去された後のマスク形成材料からなる少なくとも１つのマスクは一般に、上述したように、自閉して連続周回路を形成する線及びまたは帯の形態の枠の形である。図２Ｃに示される実施形態において、少なくとも１つのマスクは外マスク１０８及び内マスク１０９を含み、外マスク１０８及び内マスク１０９のそれぞれは一般に、上述したように、枠形である。外マスク１０８及び内マスク１０９は相互に隔てられ、透明基板１０２の背面１０６上の外マスク１０８と内マスク１０９の間に露出領域１２４が配置される。
【００３５】
図２Ｄに示されるように、パターン形成材料１１０及びマスク形成材料１１２の一部分が透明基板１０２から除去された後、透明基板１０２の封止面１０４上に封止フリット１１４を被着し、よってフリット付カバーシート１００を形成することができる。初めにペーストとして基板上に被着される封止フリットは、(ノズル、中空ニードルのような、または同様の)アプリケータからペーストを押し出すことによるか、スクリーン印刷によるかまたはその他のいずれかの技術上既知の計量分配方法によって被着することができる。
【００３６】
被着された封止フリット１１４は一般に、自閉して連続順回路を形成する線または帯の形態の枠の形をとることができる。したがって、封止フリット１１４が一般に透明基板１０２上に周界を定めることは当然である。封止フリット１１４は、内マスク１０９及び外マスク１０８が封止フリット１１４に隣接するように、内マスク１０９と外マスク１０８の間に配置することができる。例えば、図２Ｄに示されるフリット付カバーシート１００の実施形態に示されるように、封止フリット１１４は透明基板１０２の封止面１０４上に被着することができ、内マスク１０９及び外マスク１０８はガラス基板の背面１０６上に配置される。封止フリット１１４は、透明基板１０２の内マスク１０９及び外マスク１０８に対して裏側の面の上にあるとしても、内マスク１０９と外マスク１０８の間に、内マスク１０９及び外マスク１０８に隣接して、配置される。しかし、封止フリット１１４，内マスク１０９及び外マスク１０８の別の相対配位が可能であり得ることが当然である。例えば、一実施形態において、封止フリット１１４，内マスク１０９及び外マスク１０８の全てを透明基板１０２の封止面１０４上に被着することができる。
【００３７】
封止フリット１１４は、光エネルギーが背面１０６上の露出部分に入射したときに、光エネルギーが透明基板１０２を通過して封止フリット１１４に入射し、よって封止フリット１１４を加熱するように、封止面１０４上に配置される。封止フリット１１４は、内マスク１０９が、透明基板１０２の封止面１０４上または背面１０６上の、封止フリット１１４に隣接して、封止フリット１１４で定められた周界の内側に配置されるように、基板上に被着される。
【００３８】
本明細書に説明される実施形態において、封止フリット１１４は、内マスク１０９及び外マスク１０８が基板１０２上に形成された後に、基板１０２上に被着される。しかし、別の実施形態(図示せず)において、封止フリット１１４が基板１０２上に形成された後に内マスク１０９及び外マスク１０８が基板１０２上に形成され得ることは当然である。
【００３９】
さらに、図１及び２Ｄは、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板の背面１０６上に配置されているフリット付カバーシートを示しているが、別の実施形態において、内マスク１０９及び外マスク１０８を封止面１０４上に配置し得ることは当然である。
【００４０】
例として、図３Ａを参照すれば、内マスク１０９及び外マスク１０８が透明基板１０２の封止面１０４上に封止フリットとともに配置されている、別の実施形態の、フリット付カバーシート１００ａが示されている。内マスク１０９及び外マスク１０８は本明細書に説明されるように形成することができる。
【００４１】
さらに、図１及び２Ｄは内マスク１０９及び外マスク１０８のいずれも有するフリット付カバーシート１００を示すが、別の実施形態において、フリット付カバーシート１００は単一のマスク(例えば外マスクまたは内マスクのいずれか)を有し得ることは当然である。例えば、図３Ｂは内マスク１０９及び封止フリット１１４を有するフリット付カバーシート１００ｂの一実施形態を示す。封止フリット１１４は、内マスク１０９が封止フリット１１４に隣接して、封止フリット１１４によって定められる周界の内側にあるように、被着される。図３Ｂに示される実施形態において、内マスク１０９は透明基板１０２の背面１０６上に配置される。しかし、別の実施形態(図示せず)において、透明基板の封止面上の、封止フリットによって定められる周界の内側に内マスクを配置し得ることは当然である。
【００４２】
図３Ｃを参照すれば、別の実施形態のフリット付カバーシート１００ｃが示されている。この実施形態において、外マスク１０９は内マスク１０９から隔てられ、透明基板１０２の縁端まで拡がっている。内マスク１０９及び外マスク１０８のこの構成は、パターン形成材料の被着中に、パターン形成材料を透明基板の縁端から離し、パターン形成材料に単一の枠形チャネルを形成することによって、得ることができる。したがって、所望の構成及び／または形状のパターンを形成するようにパターン形成材料を被着することにより、内マスク及び外マスクの様々なその他の構成及び／または形状が達成され得ることは当然である。
【００４３】
図４Ａ及び４Ｂを次に参照すれば、本明細書に説明されるフリット付カバーシートは、ガラス基板を封止し、よって封止ガラスパッケージを形成するために用いることができる。図４Ａ及び４Ｂに示される実施形態において、フリット付カバーシート１００は、電界発光素子１１６がその上に配置されているガラス基板を封止して、この実施形態ではディスプレイデバイスである、ガラスパッケージを形成するために用いられる。例えば、電界発光素子は有機発光ダイオード(ＯＬＥＤ)とすることができる。
【００４４】
フリット付カバーシート１００は初めに、ガラス基板１１８(例えばＯＬＥＤ基板)上に、フリット付カバーシート１００の封止面１０４とガラス基板１１８の間に電界発光素子１１６が配置されるように、配置される。フリット付カバーシート１００をこのように配置すると、電界発光素子１１６は封止フリット１１４によって定められる周回または枠の内側に配置される。その後、封止フリット１１４は、内マスク１０９と外マスク１０８の間のフリット付カバーシート１００の露出部分１２４を通して光エネルギー１２２を向けることによって(太矢印で表される)適する光エネルギー１２２で照射される。光エネルギー１２２はフリット付カバーシート１００の露出部分１２４を通して向けられるから、内マスク１０９及び外マスク１０８も光エネルギー１２２で照射され得ること及び内マスク１０９及び外マスク１０８が光エネルギー１２２を反射及び／または吸収することは当然である。例えば、内マスク１０９及び外マスク１０８の形成に用いられるマスク形成材料がアルミニウムのような金属材料であれば、内マスク１０９及び外マスク１０８は反射性であり得る。いくつかの実施形態において、光エネルギー１２２は封止フリット１１４により吸収されるであろう波長を有するレーザビームとすることができる。例えば、適する波長を有するレーザビームがフリット付カバーシート１００の露出部分１２４にわたって通過して、封止スリット１１４を照射及び加熱することができる。
【００４５】
別の実施形態(図示せず)において、光エネルギーは、フリット付カバーシートの全面またはかなりの部分を同時に照射する、広帯域赤外光源から放射することができる。そのような実施形態において、得られるディスプレイデバイスは表面発光デバイスとすることができ、内マスクは、電界発光素子が印加光エネルギーから保護されるように、フリット付カバーシートの中央部分にわたって拡がる。
【００４６】
封止フリット１１４の照射に適切な光源及び態様は加熱されて溶融されるべきフリットの組成に、また封止中のガラスパッケージの特性(例えばガラスパッケージの作製に感熱有機材料が使用されているか否か)にも、依存するであろう。露出部分１２４を透過して封止スリット１１４に入射する光エネルギーは封止フリット１１４を加熱し、溶解させ、よってフリット付カバーシート１００をガラス基板１１８に封着して、この例ではディスプレイデバイス１２０であるような、気密封止ガラスパッケージを形成する。
【００４７】
本明細書に説明される例及び実施形態は単一のガラスパッケージを封止するためのマスク及び封止フリットを有するフリット付カバーシートに関するが、封止ガラスパッケージの大量生産に有利であることが自明の、単一のガラス基板上に配列された複数の(例えば２つ以上の)ガラスパッケージを封止するための複数のマスク及び封止フリットを有するフリット付カバーシートを形成できることは当然である。例えば、図５は、単一のガラス基板１１８上に配置された２つの電界発光素子１１６を個々に封止するための複数のマスク(例えば、外マスク１０９ａ，１０９ｂ及び内マスク１０８ａ，１０８ｂ)及び封止フリット(例えば、封止フリット１１４ａ，１１４ｂ)を有するフリット付カバーシート１００の一実施形態を示す。
【００４８】
さらに、図４Ａ〜４Ｂ及び５は本明細書に説明されるフリット付カバーシートを用いる(ＯＬＥＤディスプレイのような)ディスプレイデバイスの作製を示すが、本明細書に説明されるように形成された封止フリット及びマスクを有するフリット付カバーシートが他のタイプのガラスパッケージに用いられ得ることは当然である。そのようなガラスパッケージには、例えば光電変換デバイス及び、フリット付カバーシートで封止されたガラス基板を有する、同様に構成されたガラスパッケージを含めることができる。
【００４９】
上述した実施形態が、特にいずれの「好ましい」実施形態も、実施の可能な例に過ぎず、本発明の原理の明瞭な理解のために説明されているに過ぎないことは強調されるべきである。特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく、本明細書に説明される実施形態に様々な改変及び変形がなされ得る。したがって、本明細書に説明される実施形態の改変及び変形が添付される特許請求項またはそれらの等価物の範囲内に入れば、本明細書はそのような形辺及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００５０】
１００ フリット付カバーシート
１０２ 透明基板
１０４ 封止面
１０６ 背面
１０８ 外マスク
１０９ 内マスク
１１０ パターン形成材料
１１２ マスク形成材料
１１４ 封止フリット
１１６ 電界発光素子
１２４ 透明基板露出部分
１２６ 内部チャネル
１２８ 外部チャネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートを形成するための方法において、前記方法が、
封止面(１０４)及び背面(１０６)を有する透明ガラス基板(１０２)を提供する工程、
前記基板の前記封止面または前記基板の前記背面の内の一方の上に少なくとも１つのマスクを形成する工程、及び
前記基板の前記封止面上に封止フリット(１１４)を、前記少なくとも１つのマスクが前記封止フリットによって定められる周界に隣接して配置されるように、形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマスクを形成する工程が、
パターン形成材料(１１０)を前記透明ガラス基板の前記封止面または前記背面の内の一方の上に被着する工程、及び
マスク形成材料(１１２)を前記パターン形成材料及び前記基板を覆って被着し、よって前記少なくとも１つのマスクを形成する工程、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマスクを形成する工程が、
前記パターン形成材料及び前記マスク形成材料の少なくとも一部分を前記基板から除去する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターン形成材料を被着する工程が、外部チャネル(１２８)から隔てられた内部チャネル(１２６)を形成するために前記パターン形成材料を被着する工程を含み、
前記マスク形成材料を被着する工程が、外マスク(１０８)から隔てられた内マスク(１０９)を形成するために前記パターン形成材料及び前記基板を覆って前記マスク形成材料を被着する工程を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記封止フリットが前記内マスクと前記外マスクの間に形成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記マスク形成材料を被着する工程が、複数のマスク形成材料層を被着する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記パターン形成材料がガラスフリットベースペーストを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
フリット付カバーシート及びガラス基板を有するガラスパッケージにおいて、
前記フリット付カバーシート(１００)が封止フリット(１１４)及びマスクを有し、
前記封止フリットは、前記フリット付カバーシートの封止面(１０４)上に配置されて周界を定め、
前記マスクは、前記フリット付カバーシートの前記封止面または前記フリット付カバーシートの背面(１０６)の内の一方の上に配置され、前記封止フリットによって定められた前記周界の内側に配され、
前記封止フリットが前記ガラス基板と前記フリット付カバーシートの間に配置されるように前記フリット付カバーシートが前記ガラス基板上に配置され、前記封止フリットが前記ガラス基板と前記フリット付カバーシートの間に気密封止を形成する、
ことを特徴とするガラスパッケージ。
【請求項９】
前記マスクが内マスク(１０９)であり、前記フリット付カバーシートが、前記フリット付カバーシートの前記封止面または前記フリット付カバーシートの前記背面の内の一方の上に配置された外マスク(１０８)を有し、前記封止フリットが前記内マスクと前記外マスクの間に配置されるように前記外マスクが配置されることを特徴とする請求項８に記載のガラスパッケージ。
【請求項１０】
前記ガラス基板が、前記封止フリットによって定められる前記周界の内側に配置された少なくとも１つの電界発光素子(１１６)を有することを特徴とする請求項８または９に記載のガラスパッケージ。
【請求項１】
ガラスパッケージを封止するためのフリット付カバーシートを形成するための方法において、前記方法が、
封止面(１０４)及び背面(１０６)を有する透明ガラス基板(１０２)を提供する工程、
前記基板の前記封止面または前記基板の前記背面の内の一方の上に少なくとも１つのマスクを形成する工程、及び
前記基板の前記封止面上に封止フリット(１１４)を、前記少なくとも１つのマスクが前記封止フリットによって定められる周界に隣接して配置されるように、形成する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマスクを形成する工程が、
パターン形成材料(１１０)を前記透明ガラス基板の前記封止面または前記背面の内の一方の上に被着する工程、及び
マスク形成材料(１１２)を前記パターン形成材料及び前記基板を覆って被着し、よって前記少なくとも１つのマスクを形成する工程、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマスクを形成する工程が、
前記パターン形成材料及び前記マスク形成材料の少なくとも一部分を前記基板から除去する工程、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターン形成材料を被着する工程が、外部チャネル(１２８)から隔てられた内部チャネル(１２６)を形成するために前記パターン形成材料を被着する工程を含み、
前記マスク形成材料を被着する工程が、外マスク(１０８)から隔てられた内マスク(１０９)を形成するために前記パターン形成材料及び前記基板を覆って前記マスク形成材料を被着する工程を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記封止フリットが前記内マスクと前記外マスクの間に形成されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記マスク形成材料を被着する工程が、複数のマスク形成材料層を被着する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記パターン形成材料がガラスフリットベースペーストを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
フリット付カバーシート及びガラス基板を有するガラスパッケージにおいて、
前記フリット付カバーシート(１００)が封止フリット(１１４)及びマスクを有し、
前記封止フリットは、前記フリット付カバーシートの封止面(１０４)上に配置されて周界を定め、
前記マスクは、前記フリット付カバーシートの前記封止面または前記フリット付カバーシートの背面(１０６)の内の一方の上に配置され、前記封止フリットによって定められた前記周界の内側に配され、
前記封止フリットが前記ガラス基板と前記フリット付カバーシートの間に配置されるように前記フリット付カバーシートが前記ガラス基板上に配置され、前記封止フリットが前記ガラス基板と前記フリット付カバーシートの間に気密封止を形成する、
ことを特徴とするガラスパッケージ。
【請求項９】
前記マスクが内マスク(１０９)であり、前記フリット付カバーシートが、前記フリット付カバーシートの前記封止面または前記フリット付カバーシートの前記背面の内の一方の上に配置された外マスク(１０８)を有し、前記封止フリットが前記内マスクと前記外マスクの間に配置されるように前記外マスクが配置されることを特徴とする請求項８に記載のガラスパッケージ。
【請求項１０】
前記ガラス基板が、前記封止フリットによって定められる前記周界の内側に配置された少なくとも１つの電界発光素子(１１６)を有することを特徴とする請求項８または９に記載のガラスパッケージ。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公表番号】特表２０１２−５３３１５７（Ｐ２０１２−５３３１５７Ａ）
【公表日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１９７２６（Ｐ２０１２−５１９７２６）
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４１３５９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００５９５２
【国際公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４１３５９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００５９５２
【国際公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３９７０６８２７４）コーニング インコーポレイテッド (1,222)
【Ｆターム（参考）】
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