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TW201433555A - 使用具有瞬間吸收特性的透明材料之玻璃密封 - Google Patents

使用具有瞬間吸收特性的透明材料之玻璃密封 Download PDF

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TW201433555A
TW201433555A TW102143466A TW102143466A TW201433555A TW 201433555 A TW201433555 A TW 201433555A TW 102143466 A TW102143466 A TW 102143466A TW 102143466 A TW102143466 A TW 102143466A TW 201433555 A TW201433555 A TW 201433555A
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克薩達馬克亞歷山卓
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康寧公司
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Abstract

藉由沿介於兩個玻璃基板之間的密封界面提供低熔化溫度密封玻璃以及用雷射輻射照射該界面形成透明玻璃與玻璃密閉密封。藉由密封玻璃之吸收以及藉由沿密封界面之玻璃基板之誘發瞬間吸收引起密封玻璃層及基板材料之局部加熱及熔化，該局部加熱及熔化致使玻璃與玻璃焊接形成。由於藉由基板材料之瞬間吸收，密封區域在冷卻後為透明的。

Description

使用具有瞬間吸收特性的透明材料之玻璃密封 【相關申請案之交叉引用】
本申請案主張2013年3月15日申請之美國申請案第13/841,391號及2012年11月30日申請之美國臨時申請案第61/731,784號的優先權權利，該等申請案之內容為本申請案之依據且全部以引用之方式併入本文中。
本揭示案大體上係關於密閉障壁層，且更特定而言，係關於使用低熔化溫度玻璃用於密封實體結構的方法及組成物。
密閉障壁層可用於使敏感材料免於與多種液體及氣體之有害接觸。如本文中所使用之「密閉」指完全或大體上經密封之狀態，特別地阻止水或空氣之洩漏或進入，儘管預期免於與其他液體及氣體接觸。
玻璃與玻璃黏結技術可用於將工件夾於相鄰基板之間並大體上提供一定程度之封裝。習知地，使用有機膠或無機玻璃料而執行玻璃與玻璃基板黏結，諸如板與板密封技 術。要求徹底密閉條件以用於長期工作之系統的製造商通常較喜歡無機金屬、焊料或基於玻璃料之密封材料，因為無機膠(聚合物或其他)形成能夠以大於無機選擇物多個數量級的位準透過水及氧氣之障壁層。另一方面，雖然無機金屬、焊料或基於玻璃料之密封膠可用於形成不透性密封，但由於由氣泡形成處散射之金屬陽離子組分及分散之陶瓷相組分，所得之密封界面通常為不透明的。
基於玻璃料之密封膠(例如)包括玻璃材料，該等玻璃材料經研磨至顆粒大小，範圍典型地自約2至150微米。對於玻璃料密封應用，玻璃料材料典型地與具有相似粒度之負CTE材料混合，且所得之混合物使用有機溶劑而混入膏中。示例性負CTE無機填充劑包括堇青石粒子(例如，Mg2Al3[AlSi5O18])或矽酸鋇。溶劑用於調節混合物之黏度。
為使兩個基板接合，玻璃料層可應用以藉由旋塗或網印將基板之一者或兩者上的表面密封。一或多個玻璃料塗覆之基板最初在相對低的溫度下(例如，250℃下30分鐘)經歷有機去除步驟，以去除有機載體。兩個待接合之基板隨後沿各自密封表面組合/配合，且該對經置放於晶片接合器中。在明確界定之溫度及壓力下執行熱壓縮週期，因此玻璃料經熔化以形成緊密之玻璃密封。
玻璃料材料，除了某些含鉛組成物之外，典型地具有大於450℃之玻璃轉變溫度，且因此需要在高溫下處理以形成障壁層。該高溫密封製程對於溫度敏感之工件可為有害的。
另外，用以減少典型的基板與玻璃料之間的熱膨脹 係數之失配之負CTE無機填充劑將併入黏結接縫中並形成基於玻璃料之障壁層，該障壁層既不為透明的也不為半透明的。
基於前述內容，在低溫下形成透明的及選擇性地密閉的玻璃與玻璃密封將是所想要的。
本文中揭示在界面處使用低熔化溫度玻璃(低Tg)密封材料在相對之玻璃基板間形成雷射密封界面的方法。方法之實施例涉及對雷射輻射之暫時吸收以及玻璃密封材料及玻璃基板兩者之伴隨的局部熔化，以影響密封。在密封形成且材料冷卻後，所得之封裝為透明的。
保護工件之方法包含：在第一玻璃基板之主表面上形成低Tg玻璃密封層；將待保護之工件安置在第一基板與第二基板之間，其中密封層與第二基板接觸；以及用雷射輻射局部加熱玻璃密封層及玻璃基板以使密封層及玻璃基板熔化，以在基板間形成玻璃密封。玻璃基板對雷射輻射之吸收為瞬間的且熱誘發的。
雷射輻射可平移(translated)以界定密封界面，該密封界面與玻璃基板配合以界定用於工件之密閉封裝。示例性工件包括量子點。示例性雷射輻射包括紫外線(UV)輻射。
將於以下之具體描述中闡述額外之特徵及優點，且對於熟悉此項技術者而言，該等特徵及優點將部分地根據描述顯而易見或藉由實踐本文(包括以下之詳細描述、申請專利範圍以及隨附圖式)所描述之發明而瞭解。
應瞭解，前述一般描述及以下詳細描述均說明本發 明之實施例，且意在提供用於理解所主張之本發明之本質與特徵的概述或綱要。包括隨附圖式以提供對本發明之進一步理解，且隨附圖式併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式圖示本發明之各種實施例，且與描述一併用於解釋本發明之原理及操作。
180‧‧‧濺射靶
302‧‧‧第一基板
304‧‧‧第二基板
330‧‧‧待保護之工件
342‧‧‧內部容積
380‧‧‧玻璃層
500‧‧‧雷射
501‧‧‧聚焦雷射光束
900‧‧‧LED總成
920‧‧‧發射體
940‧‧‧波長轉換板
950‧‧‧量子點
951‧‧‧有源組件
960‧‧‧量子點次總成
964‧‧‧下板
970‧‧‧玻璃層
980‧‧‧玻璃塗覆墊圈
962a‧‧‧上板
962b‧‧‧上板
966a‧‧‧腔
966b‧‧‧腔
第1圖為圖示根據一個實施例經由雷射密封之密閉密封之裝置的形成之示意圖；第2圖為針對不同顯示玻璃基板之透射率相對於波長的曲線圖；第3圖為圖示矽玻璃中UV吸收之溫度依存的曲線圖；第4圖為透射率相對於時間之曲線圖，該圖圖示針對低Tg玻璃塗覆硼矽酸顯示玻璃之誘發吸收及恢復；第5圖為透射率相對於時間之曲線圖，該圖圖示功率對於通過低Tg玻璃塗覆硼矽酸顯示玻璃之透射率的影響；第6圖為針對不同顯示玻璃基板之透射率相對於時間的曲線圖；第7圖為經由雷射密封形成之點密封的相片；第8A圖及第8B圖為經由雷射密封形成之玻璃焊接之部分的平面相片；第9A圖及第9B圖為使用低熔化溫度玻璃層密封之LED總成的實例的示意圖；第10A圖、第10B圖及第10C圖為包含低熔化溫度 玻璃密封之LED總成的進一步之實例；以及第11圖為包含低熔化溫度玻璃密封之示例性真空絕緣玻璃窗。
儘管本文中所揭示之密封技術經描述於某些關於製造密閉密封OLED顯示器的實施例中，但是應瞭解，相同或相似之密封技術可用於使兩個玻璃板相互密封，該等玻璃板可用於多種應用及裝置中。相應地，不應以限制之方式理解本揭示案之密封技術。例如，可使用現有方法製作薄膜感測器及真空絕緣玻璃窗。
密封結構包含相對之玻璃基板及低熔化溫度玻璃密封層，該低熔化溫度玻璃密封層形成於基板之間的界面處。雷射用以局部地加熱密封材料以及各個基板以影響密封。在密封期間，密封材料熔化並重新凝固以形成密封。在實施例中，在靠近熔化並重新凝固之密封材料的區域中，基板中之一或兩者之材料亦熔化並重新凝固。在該等實施例中，基板材料可構成密封界面之一部分，形成玻璃與玻璃焊接。
在實施例中，玻璃基板顯示出對入射之雷射輻射的瞬間吸收。密封玻璃之初始吸收使密封玻璃材料熔化並(主要由於玻璃基板中溫度的局部升高)引發玻璃基板對雷射輻射之暫時吸收，該暫時吸收可引起基板之局部熔化。密封製程完成後，玻璃基板之吸收減退，形成光學透明之密封。
如本文中所使用之瞬間吸收通常指光與物質相互作用，該光與物質相互作用涉及對於自光誘致缺陷之光的額外 吸收，以包括顏色中心形成。瞬間吸收之特徵為：在大於簡單之線性吸收的激發波長處，材料中發生額外吸收。因此在各種實施例中，玻璃基板對雷射輻射之暫時吸收可藉由增加基板材料之溫度而發生。瞬間吸收可包括多光子過程。
與微微秒(pico-second)脈衝寬度及一些玻璃材料中觀察到的單純非線性吸收現象相比，本文中所描述之方法涉及玻璃基板材料在相對較長(1ns至10ns)之雷射脈衝下的非線性吸收。例如，以約30kHz之重複率運行之355nm之雷射的典型功率密度為約0.5MW/cm2至1MW/cm2。
如本文中所使用之術語「誘發吸收」指玻璃暴露在雷射輻射下後，玻璃中每公分中內透射率之差的絕對值。在約355nm處之誘發吸收具有特別之意義，該在約355nm處之誘發吸收是指：當暴露在以約355nm運行100億脈衝(70μJ/cm2每脈衝)的準分子雷射下後，在355nm處的誘發吸收。
因此，在實施例中，入射至玻璃基板/密封玻璃/玻璃基板界面上之雷射輻射可最初由密封玻璃材料吸收，該密封玻璃材料引發熔體形成並繼而引起溫度的局部增加，該溫度之局部增加暫時地改變相鄰之玻璃基板材料的吸收特性。經由自密封玻璃之熱傳導，以及經由自照明之溫度誘發吸收增強，可發生玻璃基板材料中的溫度增加。玻璃基板對雷射輻射之瞬間吸收除引起密封玻璃之局部熔化外，可導致玻璃基板材料之局部熔化，從而形成玻璃與玻璃密封。Eagle 2000®玻璃(例如)在約830℃之溫度下軟化。當雷射輻射經去除且密封區域冷卻時，玻璃基板材料之吸收特性回到處理前之狀 態，即，光學透明的。
藉由基板玻璃之緩慢冷卻(自行退火)及伴隨之顏色中心緩和，以及藉由低熔化溫度密封玻璃相對較薄而使得密封之完整性及密封之強度得以保持，此舉使得任何CTE失配之影響最小化。焊接區內失配之材料的相互擴散進一步使密封區域中之CTE失配最小化，此舉有效地減弱了膨脹失配。
本方法可用以形成密閉密封封裝。在另一些實施例中，方法可用於形成用於非密閉玻璃封裝之點密封。
根據一個實施例形成封裝之工件的方法示意性地圖示於第1圖中。在初始步驟中，包含低熔化溫度(即，低Tg)玻璃之圖案化玻璃層380沿第一平面玻璃基板302之密封表面形成。玻璃層380可(例如)藉由濺射靶180之濺射，經由物理氣相沉積而沉積。在一個實施例中，玻璃層可沿外圍之密封表面形成，該外圍之密封表面適合於與第二玻璃基板304之密封表面相嚙合。在圖示之實施例中，當第一基板與第二基板成為一個配合構形時，該第一基板與第二基板協同玻璃層界定內部容積342，該內部容積342含有待保護之工件330。在圖示總成之分解圖像之圖示之實例中，第二基板包含凹陷部分，工件330位於該凹陷部分中。
雷射500之聚焦雷射光束501可用以使低熔化溫度玻璃以及相鄰之玻璃基板材料局部熔化，形成密封界面。在一個方法中，雷射可穿過第一基板302聚焦，且隨後橫跨密封表面平移(掃描)以局部加熱玻璃密封材料。為影響玻璃層之局部熔化，玻璃層較佳地在雷射處理波長處進行吸收。 玻璃基板最初可在雷射處理波長處為透明的(例如，至少為50%、70%、80%或90%透明的)。
在替代性實施例中，密封(低熔化溫度)玻璃之包覆層可大體上形成於第一基板之整個表面上，以代替圖案化玻璃層之形成。包含第一基板/密封玻璃層/第二基板之組裝結構可經如上組裝，且雷射可用以局部地界定兩個基板之間的密封界面。
雷射500可具有任何適當之輸出，以影響密封。示例性之雷射為諸如355nm雷射之UV雷射，該UV雷射處於普通顯示玻璃之通透性範圍內。適當之雷射功率之範圍可為自約5W至約6.15W。
可與雷射光點大小成正比之密封區域之寬度可為約0.1mm至2mm，例如，0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、1.5mm或2mm。雷射之移動速率(即，密封速率)之範圍可自約1mm/秒至100mm/秒，諸如，1mm/秒、2mm/秒、5mm/秒、10mm/秒、20mm/秒、50mm/秒或100mm/秒。雷射光點大小(直徑)可為約0.5mm至1mm。
適當之玻璃基板在密封期間顯示顯著之誘發吸收。在實施例中，第一基板302為透明玻璃板，如由Corning Incorporated製造並銷售的品牌名為Code 1737玻璃或Eagle 2000®玻璃的玻璃板。或者，第一基板302可為任何透明玻璃板，諸如(例如)由Asahi Glass Co.(例如，AN100玻璃)、Nippon Electric Glass Co.、(例如，OA-10玻璃或OA-21玻璃)、或Samsung Corning Precision Glass Co.製造並銷售之玻璃 板。第二基板304可為與第一玻璃基板相同之玻璃材料，或第二基板304可為不透明之基板。玻璃基板可具有小於約150×10-7/℃之熱膨脹係數，例如，小於50×10-7/℃、20×10-7/℃或10×10-7/℃。
各種顯示玻璃基板之透射率比波長之曲線圖經圖示於第2圖中。玻璃C為使用浮法製程製造之可購買得到之無鹼LCD玻璃。玻璃A為可購買得到之鋁矽酸鹽顯示玻璃。玻璃B為由Corning，Incorporated銷售之硼矽酸鹽LCD玻璃，該硼矽酸鹽LCD玻璃不含添加之砷、銻、鋇或鹵化物。在355nm處，顯示玻璃基板之每一者展示出約80%及90%之通透性。
二氧化矽玻璃之UV吸收限之溫度依存圖示於第3圖中。在273 K下約為8eV之吸收限在1773 K下減小至小於6.5eV。因此，如以上所討論，該材料可顯示出溫度誘發之瞬間吸收。
第4圖中圖示Eagle 2000®玻璃基板在355nm處之透射率的動態變化，該Eagle 2000®玻璃基板具有一層厚度為1微米的低熔化溫度玻璃，該低熔化溫度玻璃形成於基板之主表面上。第4圖圖示介於0至15秒之間的透射率之初始減少(吸收之增加)，隨後當UV雷射關閉時誘發吸收的迅速恢復。參照第4圖可見，瞬間吸收為可逆的且可重複的，此舉使得透明之密封能夠形成。玻璃基板對於雷射輻射之吸收可經由雷射照射(及增加溫度)從初始之2%至10%增加到40%或更多。
在實施例中，玻璃基板在室溫下對雷射處理波長之 吸收為小於15%。然而，玻璃基板在升高之溫度下(例如，大於400℃)對雷射處理波長之吸收大於15%。在實施例中，隨玻璃基板之溫度增加，玻璃基板材料之吸收增加(例如)至20%、30%、40%、50%、60%或更大之數值。在密封期間，靠近密封界面之玻璃基板溫度可增加至至少400℃、500℃、600℃、700℃或800℃。
第5圖圖示形成於顯示玻璃基板上之單層(約0.5μm)低Tg密封玻璃中，雷射功率對透射率之影響。在低功率下，透射率之初始減少可歸因於在低Tg密封玻璃材料熔化時，該低Tg密封玻璃材料吸收之變化。低Tg密封玻璃之吸收及熔化可在第一平坦區中觀察到，且通向顯示玻璃基板之熱傳導可在該玻璃基板之溫度伴隨性地升高接近玻璃基板之軟化溫度時，在較長之處理時間內誘發玻璃基板之吸收。基板之額外吸收可由雷射功率影響。在第5圖中，對於5W之入射雷射功率，低Tg密封玻璃之吸收約在第3秒時可見，且玻璃基板的誘發吸收約在第17秒時可見。可藉由增加入射雷射功率，在較短之處理時間內引發玻璃基板之吸收。在5.5W時，(例如)玻璃基板之溫度誘發吸收約在第9秒時可見。在6.15W時，各個吸收現象約在同一時刻發生。
第6圖為三種不同顯示玻璃基板中透射率關於時間之曲線圖，該曲線圖圖示基板組成物上雷射誘發之熔化的變異性。在第6圖中，曲線A對應於無鹼硼矽酸鹽LCD玻璃，該無鹼硼矽酸鹽LCD玻璃在約第6秒時顯示出軟化。曲線B及曲線C對應於硼矽酸鹽LCD玻璃。曲線B玻璃在約第11 秒時顯示出軟化，而基板上不含砷、銻及鹵化物之曲線C在約第44秒時顯示出軟化。藉由感應耦合電漿質譜法(ICP-MS)確定之曲線B玻璃與曲線C玻璃之間的主要組成區別概述於表1中。
本揭示案之各種實施例中，玻璃密封材料及所得之層為透明及/或半透明的、薄的、非滲透性及「綠的(green)」，且經配置以在低溫下形成密閉密封並具有足夠之密封強度以適應密封材料與相鄰玻璃基板之間的CTE之較大差異。在實施例中，密封層不含填充劑。在另一些實施例中，密封層不含黏結劑。在其他另一些實施例中，密封層不含填充劑及黏結劑。而且，有機添加劑不用於形成密閉密封。用以形成一或多個密封層的低熔化溫度玻璃材料並非基於玻璃料的，或並非由經研磨之玻璃形成的粉末。在實施例中，密封層材料為低Tg玻璃，該玻璃在預定之波長處具有實質性之光吸收截 面，該預定之波長與密封過程中所使用之雷射的工作波長相匹配或大體上匹配。
在實施例中，低Tg玻璃層在室溫下對雷射處理波長之吸收為至少15%。
通常，適當之密封膠材料包括低Tg玻璃及適當的銅或錫之活性氧化物。玻璃密封材料可由低Tg材料形成，諸如磷酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、亞碲酸鹽玻璃及硫屬玻璃。如本文中所界定，低Tg玻璃材料之玻璃轉變溫度低於400℃，例如，低於350℃、300℃、250℃或200℃。
示例性硼酸鹽玻璃及磷酸鹽玻璃包括磷酸錫、氟磷酸錫及氟硼酸錫。濺射靶可包括該等玻璃材料，或替代性地，包括該等玻璃材料之前驅物。示例性銅氧化物及錫氧化物為CuO及SnO，該CuO及SnO可自濺射靶形成，該濺射靶包含此等材料之壓製的粉末。
選擇性地，玻璃密封組成物可包括一或多種摻雜物，該等摻雜物包括但不僅限於鎢、鈰及鈮。該等摻雜物(若經包括在內)可影響(例如)玻璃層之光學性質，且可用於控制玻璃層對雷射輻射之吸收。例如，摻雜二氧化鈰可增加低Tg玻璃障壁在雷射處理波長處的吸收。
示例性氟磷酸錫玻璃組成物可在對應之三元相圖中表示為各個組分，即SnO,SnF2及P2O5。適當之氟磷酸錫玻璃包括20mol%至100mol% SnO、0mol%至50mol% SnF2及0mol%至30mol% P2O5。此等氟磷酸錫玻璃組成物可選擇性地包括0mol%至10mol% WO3、0mol%至10mol% CeO2 及/或0mol%至5mol% Nb2O5。
例如，適合於形成玻璃密封層的經摻雜之氟磷酸錫起始材料之組成物包含35mol%至50mol% SnO、30mol%至40mol% SnF2、15mol%至25mol% P2O5及1.5mol%至3mol%摻雜氧化物，諸如WO3、CeO2及/或Nb2O5。
根據一個特定之實施例，氟磷酸錫玻璃組成物為鈮摻雜錫氧化物玻璃/氟磷酸錫玻璃/五氧化二磷玻璃，該等玻璃包含約38.7mol% SnO、39.6mol% SnF2、19.9mol% P2O5及1.8mol% Nb2O5。可用於形成該玻璃層之濺射靶可包括(以原子莫耳百分數計)23.04% Sn、15.36% F、12.16% P、48.38% O及1.06% Nb。
根據替代性實施例，磷酸錫玻璃組成物包含約27% Sn、13% P及60% O，該Sn、P及O可來源於包含(以原子莫耳百分數計)約27% Sn、13% P及60% O的濺射靶。如將所領會到的，本文中所揭示之各種玻璃組成物可指沉積層之組成物或源濺射靶之組成物。
關於氟磷酸錫玻璃組成物，示例性之氟硼酸錫玻璃組成物可以單獨之三元相圖組分表示，即SnO、SnF2及B2O3。適當之氟硼酸錫玻璃組成物包括20mol%至100mol% SnO、0mol%至50mol% SnF2及0mol%至30mol% B2O3。此等氟硼酸錫玻璃組成物可選擇性地包括0mol%至10mol% WO3、0mol%至10mol% CeO2及/或0mol%至5mol% Nb2O5。
適當之低Tg玻璃組成物之額外態樣以及用於由此等材料形成玻璃密封層之方法揭示於共同轉讓之美國專利第 5,089,446號及美國專利申請案第11/207,691號、第11/544,262號、第11/820,855號、第12/072,784號、第12/362,063號、第12/763,541號及第12/879,578號，該等申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。
玻璃密封層之總厚度之範圍可自約100nm至10微米。在各種實施例中，層之厚度可小於10微米，例如，小於10微米、5微米、2微米、1微米、0.5微米或0.2微米。示例性玻璃密封層厚度包括0.1微米、0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、5微米或10微米。
根據實施例，密封層材料之選擇以及用於在玻璃基板上形成密封層之處理條件極為靈活，因此玻璃層之形成不會對基板造成不利影響。
低熔化溫度玻璃可用以密封或黏結不同類型之基板。可密封及/或可黏結之基板包括玻璃、玻璃與玻璃積層板、玻璃與聚合物積層板、玻璃陶瓷或陶瓷(包括氮化鎵、石英、二氧化矽、氟化鈣、氟化鎂)或藍寶石基板。在實施例中，一個基板可為含磷光體之玻璃板，該含磷光體之玻璃板可用於(例如)發光裝置之總成中。
玻璃基板可具有任何適當之尺寸。基板可具有表面(長及寬)尺寸及厚度尺寸，該表面(長及寬)尺寸之範圍獨立地自1cm至5m(例如，0.1m、1m、2m、3m、4m或5m)，該厚度尺寸之範圍可自約0.5mm至2mm(例如，0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm或2mm)。在進一步實施例中，基板厚度之範圍可自 約0.05mm至0.5mm(例如，0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm)。在其他另一些實施例中，玻璃基板厚度之範圍可自約2mm至10mm(例如，2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm)。
例如包含金屬硫化物、金屬矽酸鹽、金屬鋁酸鹽或其他適當磷光體中之一或多者的含磷光體之玻璃板可用作在白色LED燈中之波長轉換板。白色LED燈典型地包括藍色LED晶片，該藍色LED晶片使用基於三族氮化物之化合物半導體形成以用於發出藍光。白色LED燈可用於照明系統中，或例如，用作液晶顯示屏之背光。本文中所揭示之低熔化溫度玻璃及相關之密封方法可用於密封或封裝LED晶片。
使用所揭示之材料及方法的工件之密閉封裝可促進裝置之較長工作壽命，否則，裝置對由氧氣侵蝕及/或濕氣侵蝕造成之退化敏感。示例性之工件、裝置或應用包括可撓的、剛性或半剛性的有機LED、OLED照明裝置、OLED電視、光電器件、MEM顯示器、電致變色窗、螢光團、鹼金屬電極、透明導電氧化物、量子點等。
為實際的目的，如本文中所使用，密閉層為被認為是大體上氣密的且大體上為不透濕氣及/或氧氣的層。舉例而言，密閉密封可經配置以將氧氣之散發(擴散)限制在小於約每天10-2cm3/m2(例如，小於約每天10-3cm3/m2)，且將水之散發(擴散)限制在約每天10-2g/m2(例如小於約每天10-3g/m2、10-4g/m2、10-5g/m2或10-6g/m2)。在實施例中，密閉密封大體上阻止空氣及水與受保護之工件接觸。
第7圖為平面光學顯微圖，該圖圖示兩個顯示玻璃基板之間的點密封。密封區域之直徑約為0.5mm。
第8A圖及第8B圖為平面光學顯微圖，該等圖圖示兩個顯示玻璃基板之間的密封界面的一部分。第8A圖圖示具有約0.5mm之寬度的密封界面。第8B圖為與密封界面相鄰之未密封區域之平面圖。
第9a圖及第9b圖中繪製簡化之示意圖，該圖圖示LED總成之一部分。根據各種實施例，總成之組件圖示於第9a圖中，且組裝架構之實例圖示於第9b圖中。LED總成900包括發射體920，波長轉換板940及量子點次總成960。如在以下進一步詳細解釋中，玻璃層可用於黏結及/或密封LED總成之各種組件。在圖示之實施例中，波長轉換板940直接安置於發射體920上，且量子點次總成960直接安置在波長轉換板上940上。
LED總成900之一個組件為量子點次總成960，在各種實施例中，該量子點次總成960包括複數個量子點950，該等量子點950置放於上板962a、962b及下板964之間。在一個實施例中，量子點位於由上板962a、下板964及玻璃塗覆墊圈980界定之腔966a內。在替代性實施例中，量子點定位於形成於上板962b中之腔966b中，且腔966b由上板962b及下板964界定。在第一實施例中，可藉由具有各別玻璃層970之玻璃塗覆墊圈980將上板962a及下板964沿各個接觸面密封。在第二實施例中，可藉由玻璃層970將上板962b及下板964直接沿各個接觸面密封。在未圖示之實施例中，量 子點可藉由低熔化溫度玻璃封裝在腔966a及腔966b內。
熱壓縮應力可經應用以影響上板與下板之間的密封，或可藉由使適當之雷射穿過上板或下板中之一者聚焦在一或多個玻璃層上或靠近一或多個玻璃層而對一或多個界面進行雷射密封。
LED總成900之另一組件為發射體920，該發射體920具有形成於發射體之輸出之上的波長轉換板940。發射體920可包括諸如氮化鎵晶圓的半導體材料，且波長轉換板940可包含玻璃或陶瓷，該玻璃或陶瓷具有磷光體顆粒嵌入或深入該玻璃或陶瓷中。在實施例中，低熔化溫度玻璃可用於將波長轉換板之密封表面直接黏結至發射體之密封表面。
包括示例性之光伏(PV)裝置或有機發光二極體(OLED)裝置架構的替代性實施例繪製於第10圖中。如第10a圖中所圖示，有源組件(active component)951經定位於由上板962a、下板964及玻璃塗覆墊圈980所界定之腔內。玻璃層970可分別形成於上板與玻璃塗覆墊圈以及玻璃塗覆墊圈與下板中相對之密封表面之間。除第10a圖中之上玻璃層延伸超過與墊圈980間的接觸面外，第10a圖中所圖示之幾何結構與第9a圖中之幾何結構相似。該方法可為有益的，因為可省略上玻璃層之圖案化步驟。在OLED顯示器之實例中，有源組件951可包括經夾在陽極與陰極之間的有機發射體堆疊。陰極例如可為反射電極或透明電極。
第10b圖中圖示幾何結構，該幾何結構中有源組件951使用共形玻璃層970而封裝在上板962a與下板964之間。 第10c圖中圖示結構，該結構中有源組件951經定位於由上板962a與下板964界定之腔內。除第10c圖中之玻璃層延伸超過上玻璃板與下玻璃板之間的接觸面外，第10c圖中所圖示之幾何結構與第9b圖中之幾何結構相似。
為在各個密封表面之間形成密封或黏結，最初玻璃層可形成於表面之一或兩者上。在一個實施例中，玻璃層形成於待黏結之表面的每一者上，且在表面置放至一起之後，聚焦雷射用以使玻璃層及相鄰之密封表面材料熔化以形成密封。在另一個實施例中，玻璃層經形成於待黏結表面之僅一者上，且在玻璃塗覆表面與非玻璃塗覆表面經置放至一起後，聚焦雷射用以使玻璃層及每個待黏結表面局部熔化以產生密封。
黏結兩個基板之方法包含：在第一基板之密封表面上形成第一玻璃層，在第二基板之密封表面上形成第二玻璃層，將第一玻璃層之至少一部分置放成與第二玻璃層之至少一部分實體接觸，且加熱玻璃層以使玻璃層及密封表面局部熔化以形成第一基板與第二基板之間的玻璃與玻璃焊接。
在替代性實施例中，本文中所揭示之密封方式可用以形成真空絕緣玻璃(VIG)窗，其中，先前所討論之有源組件(諸如發射體、收集器或量子點架構)自該結構省略，且低熔化溫度玻璃層用以將多片窗中相對之玻璃片之間的各個黏結界面密封。第11圖中圖示簡化之VIG窗架構，該VIG窗架構中相對之玻璃片962a及964由玻璃塗覆墊圈980分隔開，該玻璃塗覆墊圈980沿各個外圍密封表面置放。
在本文中所揭示之密封架構的每一者中，可藉由玻璃層及位於貼近密封界面之玻璃基板材料兩者的局部加熱、熔化且隨後冷卻，而實現使用低熔化溫度玻璃層密封。
若非上下文另作明確指示，如本文中所使用之單數形式「一個」及「該」包括複數指示物。因此例如，若非上下文另作明確指示，對「玻璃基板」之引用包括具有兩個或更多個該等「玻璃基板」之實例。
範圍可在本文中經表示為從「約」一個特定值，及/或至「約」另一個特定值。當表示該範圍，實例包括從一個特定值及/或至另一特定值。同樣，當數值經表示為近似值時，藉由先行詞「約」之使用，將理解為特定值形成另一態樣。將進一步理解，範圍之每一者的端點在與另一端點相關及相對於另一端點獨立時均為有意義的。
除非另作明確闡述，決不應意在將本文中所闡述之任何方法解釋為該方法之步驟要求以特定之順序執行。相應地，在方法請求項未實際闡述該方法之步驟應遵循的順序，或申請專利範圍內或描述內未另外具體闡述該等步驟將局限於一特定順序時，決不意在推斷任何特定順序。
亦注意到，本文中之敘述涉及「經配置」或「適合於」以特定之方式運行之組件。在此態樣中，該組件「經配置」或「適合於」體現特定性質，或以特定方式運行，其中，該敘述為結構性敘述，與對預期用途之敘述相反。更特定而言，本文中對組件「經配置」或「適合於」的方式的引用表示組件之現存實體狀況，且因此將被理解為對組件之結構特 性的確定敘述。
對於熟悉此項技術者顯而易見，在不脫離本發明之精神及範疇的情況下可對本發明做出各種修改及變化。由於熟悉此項技術者可想到體現本發明之精神及物質的所揭示之實施例之修改、組合、子組合及變化，本發明應被理解為包括所附申請專利範圍及等同物的範疇內的所有事物。
920‧‧‧發射體
940‧‧‧波長轉換板
964‧‧‧下板
970‧‧‧玻璃層
980‧‧‧玻璃塗覆墊圈
962a‧‧‧上板
962b‧‧‧上板
966a‧‧‧腔
966b‧‧‧腔

Claims (28)

  1. 一種保護一工件之方法，該方法包含以下步驟：在一第一玻璃基板之一主表面上形成一低Tg玻璃密封層；將一待保護之工件安置在該第一基板及一第二基板之間，其中該密封層與該第二基板接觸；以及使用雷射輻射將該玻璃密封層及該等玻璃基板局部加熱以使該密封層及該等玻璃基板熔化，以在該等基板之間形成一玻璃密封。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該雷射輻射經平移(translated)以界定一密封界面。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該雷射輻射包含UV輻射。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該雷射輻射之一脈衝寬度為1奈秒至10奈秒，且該雷射輻射之一重複率為至少1kHz。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該低Tg玻璃包含：20mol%至100mol% SnO；0mol%至50mol% SnF2；以及0mol%至30mol% P2O5或B2O3。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該低Tg玻璃密封層之一 厚度之範圍為自約100nm至10微米。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該低Tg玻璃在室溫下對該雷射輻射之吸收為至少15%。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該第一玻璃基板包含一顯示玻璃。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該第一玻璃基板及該第二玻璃基板包含一顯示玻璃。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該等玻璃基板在室溫下對該雷射輻射之吸收為小於15%，且該等玻璃基板在玻璃基板溫度大於400℃時對該雷射輻射之吸收為大於15%。
  11. 如請求項1所述之方法，其中該等玻璃基板藉由熱傳導加熱。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該工件包含量子點。
  13. 如請求項1所述之方法，其中該工件包含一顯示器。
  14. 一種密封一裝置之方法，該方法包含以下步驟：在一第一基板的一表面上形成一密封層； 將一待密封之裝置安置在該第一基板及一第二基板之間，其中該密封層與該第二基板接觸，從而在該第一基板、密封層及該第二基板之間形成一界面；使用雷射輻射將該界面局部加熱以引起該界面處之溫度的一局部增加，並使該界面處之該密封層熔化；根據溫度之該局部增加，改變該第一基板及與該界面相鄰之該第二基板之部分的吸收特性；根據已改變之吸收特性，使該第一基板及該第二基板之該等部分熔化；以及藉由該熔化之密封層及該第一基板及該第二基板之該等熔化部分，將該裝置密封於該第一基板與該第二基板之間。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該密封層包含：20mol%至100mol% SnO；0mol%至50mol% SnF2；以及0mol%至30mol% P2O5或B2O3。
  16. 如請求項14所述之方法，其中該密封層之一厚度之範圍為自約100nm至約10微米。
  17. 如請求項14所述之方法，其中該裝置包含量子點、一顯示器、一發光二極體或一有機發光二極體。
  18. 如請求項14所述之方法，其中該第一基板及該第二基 板具有不同之熱膨脹係數。
  19. 一種密封的裝置，該裝置包含：一玻璃薄膜，該玻璃薄膜形成於一第一基板的一表面上；以及一裝置，該裝置保護於該第一基板及該第二基板之間，其中該玻璃薄膜與該第二基板接觸，其中經由使用具有一預定波長之雷射輻射對該玻璃薄膜之一局部加熱，根據該第一基板或該第二基板中之雜質之組成物以及根據該玻璃薄膜之組成物，使該裝置經密閉地密封於該第一基板與該第二基板之間。
  20. 如請求項19所述之裝置，其中該玻璃薄膜之該組成物包含：20mol%至100mol% SnO；0mol%至50mol% SnF2；以及0mol%至30mol% P2O5或B2O3。
  21. 如請求項19所述之裝置，其中該第一基板或該第二基板中之該等雜質選自由以下各者所組成之群組：As、Fe、Ga、K、Mn、Na、P、Sb、Ti、Zn、Sn及彼等的組合。
  22. 如請求項19所述之裝置，其中該第一基板及該第二基板具有不同之橫向尺寸、不同之CTE、不同之厚度或彼等的 組合。
  23. 如請求項19所述之裝置，其中該第一基板及該第二基板中之一者為玻璃。
  24. 如請求項23所述之裝置，其中該第一基板及該第二基板中之另一者為一陶瓷或金屬。
  25. 如請求項19所述之裝置，其中該玻璃薄膜之一厚度之範圍為自約100nm至10微米。
  26. 如請求項19所述之裝置，其中該第一基板或該第二基板包含一顯示玻璃。
  27. 如請求項19所述之裝置，其中該裝置選自以下各者所組成之群組：一發光二極體、一有機發光二極體、一量子點及彼等的組合。
  28. 如請求項19所述之裝置，其中根據該玻璃薄膜、該第一基板或該第二基板的溫度誘發吸收，該玻璃薄膜之該局部加熱減少。
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