用來在玻璃板上制造燒結玻璃料圖案的含玻璃料的糊料的制作方法

專利名稱：用來在玻璃板上制造燒結玻璃料圖案的含玻璃料的糊料的制作方法
技術領域：
本發明涉及包含玻璃料的糊料，該糊料用來在玻璃板上產生燒結的玻璃料圖案， 所述玻璃板是例如在顯示器件，例如使用有機發光二極管(OLED)的顯示器件中用作覆蓋 件的玻璃板。II.
背景技術：
基于OLED的顯示器目前被考慮用于許多目前使用液晶顯示器(IXD)的應用。基 于OLED的顯示器提供的圖像比液晶顯示器更亮、更清晰，而且所需能量較少。但是，OLED容 易在接觸氧氣和水分的時候受到破壞。這種接觸會導致發光器件的使用壽命縮短。因此， 為了 OLED的長期性能，氣密性密封是基本要求之一。人們已經進行了努力，使用環氧樹脂之類的有機材料對基于OLED的顯示器進行 氣密性密封。康寧有限公司(本申請的受讓者)已經開發出了具有顯著提高的性能的替代 技術。根據該方法，通過將玻璃顆粒、填料顆粒(例如晶體顆粒)和媒介物(例如包括一種 或多種溶劑以及一種或多種粘合劑和/或分散助劑的媒介物)混合起來，制備含玻璃料的 糊料。將該糊料分配在玻璃板上，利用例如高溫加熱爐進行燒結，產生燒結的玻璃料圖案。所得的組件被稱為玻璃料覆蓋玻璃，或者簡稱覆蓋件，將該組件與承載著一個或 多個OLED器件的基板結合起來。通過對燒結的玻璃料圖案施加激光能量處理，將覆蓋件和 基板密封在一起。具體來說，激光束在燒結的玻璃料圖案上掃描(橫向)。對激光束的功率 密度和接觸時間進行選擇，使得玻璃料的溫度升高到高于其軟化點的溫度。通過這種方式， 玻璃料與基板粘著起來，在覆蓋件和基板之間形成牢固的密封。因為所述燒結的玻璃料是 玻璃和陶瓷材料而非有機材料，氧氣和水分滲透通過玻璃料密封體的速度遠低于之前用來 包封OLED器件的環氧樹脂密封體。盡管使用燒結玻璃料密封體的顯示器件在過去獲得了成功，但是如果能夠提高粘 合強度、拓寬工藝窗口、降低孔隙率以及/或者增大氣密性，則該器件仍能進一步獲得改 進。根據本發明，我們發現用來形成密封體的糊料中所用填料顆粒的粒度分布，以及糊料的 玻璃顆粒的粒度分布，在決定這些性質方面起著重要作用。我們還發現，通過使用具有特定 粒度分布的填料顆粒和/或玻璃顆粒，強度、工藝窗口、孔隙率和氣密性參數中的一種或優 選全部都會獲得顯著改進，這將在下文中更詳細地進行描述。
I II.

發明內容
根據第一方面，本發明提供了一種糊料，該糊料用來在玻璃板(12)的主表面上形 成燒結的玻璃料圖案(14)，所述糊料包含(a)大量(a population of)玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；
(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(C)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所述大量玻璃顆粒的中值粒度為 0. 5-1. 5微米，(ii)至少90%的玻璃顆粒的粒度小于或等于5.0微米。根據第二方面，本發明提供了一種糊料，該糊料用來在玻璃板(12)的主表面上形 成燒結的玻璃料圖案(14)，所述糊料包含(a)大量玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(c)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所述大量填料顆粒的中值粒度為 2. 5-3. 5微米，(ii)至少90%的填料顆粒的粒度小于或等于12微米。根據第三個方面，本發明提供了一種組件，所述組件包括具有主表面的玻璃板 (12)，以及結合在所述主表面上的燒結的玻璃料圖案(14)，所述組件通過以下方式制造(a)按照一種圖案在所述主表面上施加糊料，所述糊料在燒結的時候形成所述燒 結的玻璃料圖案(14)；以及(b)燒結所述糊料圖案；其中(i)所述糊料是根據本發明的第一方面和/或第二方面的糊料；以及(ii)所述燒結的玻璃料圖案(14)具有標稱高度(H)，通過動態光散射分析，糊料 中100%的填料顆粒的粒度小于所述標稱高度。較佳的是，所述燒結的玻璃料圖案(14)的RMS表面粗糙度為1. 0-2. 0微米并且/ 或者孔隙率為9% -13%。根據第四方面，本發明提供了一種糊料，該糊料用來在玻璃板(12)的主表面上形 成具有標稱高度H的燒結的玻璃料圖案(14)，所述糊料包含(a)大量玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(c)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，通過動態光散射分析，糊料中100%的填料顆粒的粒度小于H。根據第五個方面，本發明提供了一種組件，該組件包括具有主表面的玻璃板(12)， 以及結合于所述主表面的燒結的玻璃料圖案(14)，所述燒結的玻璃料圖案的RMS表面粗糙 度為1. 0-2. 0微米，或者孔隙率為9 % -13 %，或者RMS表面粗糙度為1. 0-2. 0微米，且孔隙 率為 9% -13%。在上面對本發明的各方面的概述中使用的標記數字只是為能方便讀者，并不是用 來限制本發明的范圍，也不應理解為對本發明范圍的限制。一般而言，應理解前面的一般性 描述和以下的詳細描述都只是對本發明的示例，用來提供理解本發明的性質和特性的總體 評述或框架。在以下的詳細描述中提出了本發明的更多特征和優點，對于本領域的技術人員而 言，其中的部分特性和優點借助該描述很容易看出，或者可通過按照本文所述實施本發明 而認識到。包括的附圖可供進一步理解本發明，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的 一部分。應理解，在本說明書和附圖中揭示的本發明的各種特征可以任意和所有的組合使用。IV.附圖簡要說明

圖1是根據本發明的一個實施方式的顯示器件的橫截面側視示意圖。圖2是根據本發明的一個實施方式，其上結合有燒結的玻璃料圖案的玻璃板的橫 截面側視圖。圖3是圖2的玻璃板的俯視圖，圖中顯示了燒結的玻璃料圖案，其具有框形狀。圖4是通過動態光散射法測定的以下顆粒的粒度分布圖現有技術的填料顆粒 (曲線19)，現有技術的玻璃顆粒(曲線21)，根據本發明一個實施方式的填料顆粒(曲線 23)，以及根據本發明一個實施方式的玻璃顆粒(曲線25)。圖中的縱軸顯示了用來測定粒 度分布的動態光散射設備通道中顆粒的百分數，橫軸表示粒度，單位為微米。圖5是用數字100，200，300和400表示的填料顆粒和玻璃顆粒的四種組合(橫 軸)的RMS表面粗糙度(縱軸，單位微米)。具體來說，100表示現有技術的玻璃和現有技 術的填料顆粒；200表示現有技術的填料顆粒和根據本發明一個實施方式的玻璃顆粒；300 表示現有技術的玻璃顆粒以及根據本發明一個實施方式的填料顆粒；400表示根據本發明 一個實施方式的玻璃顆粒和根據本發明一個實施方式的填料顆粒。圖6是使用由具有不同填料和粒度分布的糊料制備的燒結的玻璃料圖案制造的 封裝體，例如OLED封裝的四點彎曲強度結果比較圖。具體來說，圖中的菱形數據點是使用 現有技術的填料和現有技術的玻璃顆粒制造的封裝體(威布爾(Weibull)斜率=12.8 ；特 征荷載=40. 3)，圓形數據點是使用本發明實施方式的填料和玻璃顆粒制造的封裝體(威 布爾斜率=9. 7 ；特征荷載=46. 9)。圖6的縱軸是概率，橫軸是失效四點彎曲強度，單位為 磅力(Ibf)。V.本發明和其優詵實施方式的詳細描述如上文所述，根據本發明的某些方面，本發明涉及用來在玻璃板的主表面上形成 燒結玻璃料圖案的含玻璃料的糊料，所述玻璃板可以用來制造氣密性密封的封裝體，用來 裝例如顯示器件，例如基于有機發光二極管(OLED)的顯示器件。圖1是氣密性密封的OLED顯示器件的橫截面側視示意圖，所述器件總體用標記數 字10表示，其包括玻璃板12、燒結玻璃料圖案14、基板16、至少一個OLED元件18、以及至 少一個與所述OLED元件電接觸的電極20。通常，OLED元件18與陽極電極和陰極電極電接 觸。圖1中的電極20用來表示任一種電極。盡管為了簡化起見，圖中僅僅顯示了單個OLED 元件，但是顯示器件10可以包括設置在其中的許多OLED元件。常規的OLED元件18包括 一個或多個有機層(未顯示)以及陽極/陰極電極。但是，本領域技術人員可以很容易地 理解，任何已知的OLED元件18或者未來的OLED元件18均可用于顯示器件10。另外，應 當理解，除了 OLED元件18以外，可以將另一種類型的薄膜器件裝在本發明的封裝體內。例 如，可以利用本發明制造薄膜傳感器、光生伏打電池、發光器件等。在一個優選的實施方式中，玻璃板12是利用熔融法制造的透明的玻璃薄板，例如 康寧有限公司(Corning Incorporated)的編號為 Code 1737，EAGLE2。。。 或 EAGLE XG 玻 璃，或者由日本電氣玻璃公司(NipponElectric Glass Co. )、NHT科技公司(NHTechno)和 三星康寧精密玻璃公司(Samsung Corning Precision Glass Co.)制造的熔融玻璃。或者， 玻璃板12可以通過其它方法制造，例如旭硝子玻璃公司(Asahi Glass Co.)用來制造0A10玻璃和0A21玻璃所用的浮法。基板16可以使用與玻璃板12相同的玻璃制成，或者可以是 不透明的基板。在將玻璃板12密封于基板16之前，按照預先確定的圖案將包含玻璃料的糊料沉 積于玻璃板12的主表面上，通常是以一條線或多條連接的線的形式施加在與玻璃板12的 自由邊緣13相距約1毫米的位置，通常以閉合的框或壁的形式沉積。可以使用例如絲網印 刷或者可編程機器人將糊料施加于玻璃板12。本領域技術人員可以很明顯地看出，可對糊 料的粘度進行調節，使其與將要使用的實用技術相容。因此，盡管稱為"糊料"，但是在一 些情況下，本發明的組合物的粘度可以低于或高于糊料通常具有的粘度。較佳的是，在將含玻璃料的糊料沉積在玻璃板12上之后，在將玻璃板密封于基板 16之前，對所述含玻璃料的糊料進行燒結。為了實現這一點，可以例如對沉積的糊料進行加 熱，使其與玻璃板12連接，然后可以將玻璃板/加熱的糊料的組合置于加熱爐中，對糊料進 行燒結(本領域中也稱為對糊料進行"燒制"或"固結")，形成所需的燒結的玻璃料圖 案14結合于玻璃板12的組件。或者，可以省去初始加熱步驟，直接將玻璃板/糊料圖案的 組合置于加熱爐中進行燒結。再或者，可以僅僅對糊料圖案以及周圍的玻璃進行加熱燒結， 而不是對整個玻璃板進行燒結。這種局部加熱可以同時對整個糊料圖案進行，或者依次對 各個部分進行。一般來說，優選采用初始加熱步驟，然后進行加熱爐加熱，這是因為在初始 加熱中，燒掉了媒介物的有機組分，例如有機粘合劑材料。當然，燒結溫度取決于糊料的組 成，具體來說是取決于糊料中玻璃顆粒的組成。在燒結的玻璃料圖案14形成之后，如果需要，可以對其進行研磨，使得沿玻璃料 線的高度變化不會超過大約2-4微米，通常目標高度H為10微米至大約20微米，這取決于 器件10的應用；但是更優選高度H約為14-16微米。當將玻璃板12和基板16結合起來的 時候，可能在燒結的玻璃料圖案和基板16之間形成間隙，如果高度變化更大，則該間隙可 能不會在激光密封過程中通過燒結玻璃料圖案14的熔融而閉合(見下文)，或者所述間隙 會引入應力，使得玻璃板和/或基板產生裂紋，特別是在冷卻過程中。如果玻璃料高度H足 夠大，但又并非過大，則可以從玻璃板12的背面進行激光密封。如果燒結的玻璃料圖案14 過薄，則不會留下足夠的材料吸收激光輻射，造成產品失效。如果圖案過厚，則其能夠在玻 璃板表面吸收足夠的能量，使其熔化，但是會阻礙使燒結的玻璃料熔化所必需的能量到達 基板16附近的玻璃料區域。這通常會導致玻璃板與基板結合較差或者不規則。如果對燒結的玻璃料圖案14進行研磨，玻璃板12可以通過溫和的超聲波清潔環 境，除去任何可能積累的碎屑。在清潔過程中，可以保持低溫，以避免燒結的玻璃料圖案14 發生降解。清潔之后(如果進行清潔步驟的話)，可以進行最后的加工步驟，以除去殘余的 水分。例如，可以將玻璃板12和與之相連的燒結的玻璃料圖案14的組件一起放入真空烘 箱中，在100°C的溫度下處理6小時或更久。從烘箱中取出之后，可以將該組件放入無塵室 箱中，以防止灰塵和碎屑的累積。密封過程包括將玻璃板12與燒結的玻璃料圖案14的組件放置在基板16頂上，在 基板16上沉積有一個或多個0LED18以及一個或多個電極20，通過這種方式，使燒結的玻璃 料圖案、所述一個或多個OLED以及電極都被夾在玻璃板12和基板16之間，所述玻璃板12 和基板16之間相隔所述玻璃料圖案的厚度。在密封過程中，可以對玻璃板12和基板16施 加溫和的壓力，使它們保持接觸。
然后透過玻璃板12將激光束射到玻璃料圖案14上。或者，如果基板16在密封波 長下是透明的，可以透過基板16進行密封，或者同時透過玻璃板12和基板16進行密封。在 每種情況下，所述一條或多條光束穿過燒結的玻璃料圖案，對圖案進行局部加熱，使得燒結 玻璃料的玻璃組分熔化，形成氣密性密封，將玻璃板12與基板16連接并結合起來。由于存 在燒結的玻璃料而在玻璃板12和基板16之間存在的間隙，形成了 OLED元件18的氣密性 外套或封裝體。封裝體的氣密性密封可以防止周圍環境中的氧氣和水分進入OLED顯示器 10中，從而保護OLED18。在結合過程中使用的一條或多條激光束可以是非會聚性的，例如使得燒結的玻璃 料圖案內的溫度梯度更緩和。應當注意，如果梯度過于劇烈(會聚過度)，OLED顯示器10 可能會產生裂紋，最終失效。燒結的玻璃料圖案在熔化過程中通常需要升溫階段和冷卻階 段。另外，在使用之前，所述玻璃基板和燒結的玻璃料圖案的組件優選儲存在惰性氣氛中， 以防在熔融之前重新吸附O2和H20。所述一條或多條激光束相對于玻璃料圖案的移動速度可以約為0. 5毫米/秒至最 高達300毫米/秒，但是更優選速度為30-40毫米/秒。激光束的功率水平可以根據燒結 的玻璃料圖案的吸光系數和厚度變化。如果在玻璃料圖案下方(玻璃料圖案和基板16之 間)設置反射層或吸收層，也會對必需的功率造成影響，激光束通過玻璃料圖案的速度同 樣會對必需的功率造成影響。應當對顯示器件10進行冷卻，使得在激光密封之后的冷卻過 程中，器件10不會經受過多的應力。另外，除非進行適當的冷卻，否則這些應力會導致玻璃 板和基板之間存在較差的結合，影響該結合的氣密性。關于通過使激光束穿過燒結的玻璃 料圖案而形成氣密性密封的封裝體的更多細節，可以參見共同轉讓的美國專利申請公開第 2006/0082298，2007/0128965, 2007/0128966 和 2007/0128967 號，這些文獻的內容全部通 過參考結合入本文中。如上文所討論，本發明的含玻璃料的糊料包含三種基本組分(1)玻璃顆粒，(2) 填料顆粒和(3)媒介物。對于每種組分，都可以使用很多種材料(當前已知的或者以后會 開發出來的)實施本發明。例如，在一個優選的實施方式中，所述玻璃顆粒由具有以下性質 的玻璃材料組成所述玻璃材料具有低熔融溫度，在與密封過程中使用的激光的工作波長 匹配或基本匹配的波長下，具有顯著的吸光橫截面。例如，構成玻璃顆粒的玻璃可以包含選 自以下的一種或多種吸光離子鐵、銅、釩、釹以及它們的組合。優選的用于玻璃顆粒的玻璃 包含22. 92 摩爾 % 的 Sb2O3，46. 10 摩爾 % 的 V2O5，0. 97 摩爾 % TiO2,0. 97 摩爾 % Al2O3，2. 61 摩爾％ Fe2O3，以及26. 43摩爾P2O50糊料中包含的填料顆粒主要是用來調節燒結的玻璃料圖案14的熱膨脹系數，使 其與玻璃板12和基板16的熱膨脹系數相匹配或基本匹配。所述填料顆粒可以作為反轉型 填料(inversion filler)或增補型填料(additivefiller)。所述填料顆粒由具有很高熔 融溫度的材料組成，使得在糊料中的玻璃顆粒燒結的時候，填料顆粒能夠基本保持其形狀 和尺寸，更重要的是保持其相結構，從而保持其熱膨脹系數。適合用于填料顆粒的材料的例 子包括陶瓷，特別是具有負熱膨脹系數的陶瓷，以抵消燒結的玻璃顆粒的熱膨脹系數，優選 的材料是鋰-鋁-硅酸鹽，其組成包含50摩爾％ SiO2, 25摩爾％ Al2O3以及25摩爾％ Li2O0顧名思義，媒介物的作用是提供一種組合物，該組合物可以通過分配設備加以處 理，能夠在對玻璃顆粒和填料顆粒進行加工以形成燒結的玻璃料圖案14的時候將玻璃和填料顆粒保持在原位。通常媒介物包含一種或多種溶劑，例如用于油漆的溶劑種類，例 如松油、TEXAN0L等，以及一種或多種粘合劑和/或分散助劑，例如纖維素衍生物，如乙基 纖維素、甲基纖維素或硝化纖維素，能夠在低于玻璃顆粒的玻璃化轉變溫度的溫度下解 離的有機聚合物，例如低分子量聚丙烯和/或一種或多種表面活性劑。優選的媒介物包 括TEXAN0L，其含有約4重量％的乙基纖維素以及約2重量％的分散助劑S0LSPERSE和 ANTI-TERRA的混合物。選擇媒介物的組分，使得它們能夠在燒結溫度下燃燒和/或揮發。 需要注意，如果采用上文討論的初始加熱步驟，則所有的或者部分的媒介物可以在燒結操 作之前燃燒和/或揮發。但是，在本申請中，以這種方式加工的糊料仍然是包含“在燒結的 時候會發生燃燒和/或揮發的”媒介物的。所述玻璃顆粒、填料顆粒以及媒介物可以各種比例包含在本發明的含玻璃料的糊 料中。以重量百分數表示，對玻璃顆粒和填料顆粒的比例進行選擇，使得燒結的玻璃料達到 所需的CTE ；對媒介物的量進行選擇，以便為糊料提供適于分配的流變性質。可以通過使用 常規的混合設備和方法，將顆粒和媒介物混合起來以制備糊料。例如，使用上述優選的顆粒 和媒介物，可以通過以下方式制得糊料將70重量％的玻璃顆粒與30重量％的填料顆粒干 混合，然后以三份媒介物比一份顆粒混合物的比例將媒介物與顆粒混合物摻混起來。可以用來實施本發明的玻璃顆粒、填料顆粒和媒介物的進一步描述可以參見共同 轉讓的美國專利申請公開第2005/0001545號，其題為"用玻璃料進行氣密性密封的玻璃 封裝體及制造方法"，其為美國專利第6，998，776號的部分延續，這兩篇文獻都全文通過 參考結合入本文中。如上文所討論的，對于玻璃料密封，燒結(以及研磨，如果采用的話)之后的玻璃 料高度為10-20微米，通常約為14-16微米。如圖4所示，在現有技術的方法中(見曲線19 和21)，通過動態光散射法測定的填料和玻璃顆粒的中值粒度分別約為4. 5微米和1. 4微 米。但是，在對顆粒進行常規空氣分選之后，一部分顆粒(包括玻璃顆粒和填料顆粒)可能 顯著大于中值粒度。例如，一些填料顆粒的粒度可以最大為15-20微米，一些玻璃顆粒的粒 度可以最大為10-15微米。具體來說，在現有技術的含玻璃料的糊料中，超過10%的填料顆 粒大于12微米，超過10%的玻璃顆粒大于5微米。較大的填料顆粒導致較高的表面粗糙度，已經發現較大的表面粗糙度會妨礙包括 玻璃料的玻璃板12和基板16之間的良好接觸。而缺乏良好接觸又會使得激光密封體的氣 密性和機械強度較差。較大的顆粒(無論是填料顆粒還是玻璃顆粒)的另一個問題在于，由于顆粒混合 不均勻，它們具有不均勻的熱學性質和機械性質。另外，由于填料顆粒在燒結過程中不會 發生燒結(形狀和尺寸不變)，并且在密封過程中不會與基板粘著，因此較大的填料顆粒會 產生較弱的點，成為產品失效的源頭，導致密封體的機械強度降低，并且危及密封體的氣密 性。具體就玻璃顆粒而言，燒結取決于粒度，因此較大的玻璃粒度會導致較長的燒結 時間，或者部分燒結。而部分燒結又會導致燒結的玻璃料具有較高的孔隙率，這會降低密封 體的氣密性，顯著降低密封體的機械強度。基于這些考慮，根據本發明，所述填料顆粒、玻璃顆粒或者此二者的粒度分布都要 保持在特定的限度內。因此，通過動態光散射分析，所述填料顆粒的中值粒度為2. 5-3. 5微米(優選2. 75-3. 25微米，更優選約3微米)，至少90% (優選95%，更優選幾乎所有)的填 料顆粒的粒度小于或等于12. 0微米(優選小于或等于11. 0微米，更優選小于或等于10. 0 微米)，而玻璃顆粒的中值粒度為0. 5-1. 5微米(優選0. 75-1. 25微米，更優選約1微米)， 至少90% (優選95%，更優選基本全部)的玻璃顆粒的粒度小于或等于5.0微米(優選小 于或等于4. 0微米，更優選小于或等于3. 0微米)。圖4的曲線23和25顯示具有以上特征的填料和玻璃顆粒的集合體 (populations)。此圖中的顆粒集合體的粒度分布是使用美國賓夕法尼亞州蒙特克美威爾 市(Montgomeryville，PA)的微型有限公司(Microtrac，Inc.)生產的動態光散射設備檢測 的。所述集合體是通過對具有曲線19和21的粒度分布的顆粒進一步進行研磨而制得的。 對于玻璃顆粒，研磨在惰性氣氛下進行，以減少在研磨過程中由于生熱而造成的玻璃的氧 化。或者可以對研磨設備進行冷卻以盡可能減小所述氧化作用。對于填料顆粒，除了上述特征以外，還優選100%的填料顆粒的粒度小于燒結的玻 璃料圖案14的標稱高度H。對于通過研磨使總體玻璃料圖案具有更均一高度的玻璃料圖 案，所述高度H是研磨之后的高度。通過將填料顆粒的中值粒度減小到小于H(優選小于或 等于0. 5H，更優選小于或等于0. 3H，最優選小于或等于0. 2H)，一些填料顆粒團聚起來形成 高度超過玻璃料高度的結構的機會顯著減小。這減少了在激光密封之后導致產品失效的源 頭的數量，提高了工藝生產率、機械強度以及玻璃料密封體的氣密性。如下面將要討論的實施例所顯示的，我們發現以上粒度分布能夠制得具有更平整 的表面和較低孔隙率的燒結的玻璃料圖案。我們還發現，使用激光輻射密封所述封裝體，可 提供更牢固的OLED封裝體，提高其氣密性，獲得更寬的工藝窗口。這些例子用來舉例說明 本發明，但是本發明不限于此，而是由權利要求書限定。實施例1-表面粗糙度該實施例說明通過單單減小玻璃顆粒的粒度(見圖5的200欄)、單獨減小填料 顆粒的粒度(見圖5的300欄)或者同時減小玻璃顆粒和填料顆粒的粒度(見圖5的400 欄)對表面粗糙度的影響。對于玻璃顆粒，發現通過減小粒度，特別是通過除去粒度分布中長的拖尾，使用該 玻璃顆粒產生的燒結的玻璃料圖案的表面粗糙度獲得改進。對燒結的玻璃料的形貌進行傅立葉分析(自相關)，發現表面粗糙度的均方根 (RMS)從圖4中曲線21表示的玻璃顆粒的2. 97微米(見圖5中的100欄)減小到曲線25 表示的玻璃顆粒的1. 67微米(見圖5的第200欄)。已經發現通過單單減小填料顆粒的粒度可以獲得更平滑的表面。當制備的填料的 粒度小于3微米時(見圖4的曲線23)，發現表面粗糙度的RMS從曲線19的2. 97微米(見 圖5的100欄)減小到1. 70微米(見圖5的300欄)。當玻璃顆粒和填料顆粒的粒度均減 小的時候，RMS進一步減小到1. 45微米(見圖5的第400欄)。這些表面粗糙度的減小是顯著的改進。當更粗糙的玻璃料表面密封于承載有OLED 器件(背面)的基板16的時候，光學顯微鏡拍攝的照片顯示，通過在導線中形成凹陷，填料 顆粒使得金屬層發生機械形變。已經觀察到在玻璃料與背面對齊的過程中，較粗的玻璃料 表面會在背面上形成更多的劃痕。實際上，發現這些劃痕會對OLED的操作帶來負面影響。實施例2-工藝窗口
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該實施例顯示在不考慮玻璃顆粒的粒度的情況下，激光密封的工藝窗口比使用較 小填料顆粒的糊料的工藝窗口寬得多。需要較寬的密封窗口，因為這樣可以允許激光密封 工藝使用更多種玻璃板12、基板16和OLED結構來進行。如表1所示，對于填料顆粒粒度主要為3-7微米的糊料來說(見圖4的曲線19)， 當激光密封速度為10毫米/秒和20毫米/秒時，密封窗口都是大約2-3瓦的寬度。同樣 地，最高密封寬度(即初始預先燒結寬度的百分比)約為80%。通過進一步增大激光功率， 激光跡線(在曝光于激光束之后沿著燒結的玻璃料線的空穴)開始出現，這是不希望發生 的。但是，對于使用較小填料顆粒的糊料(中值粒度偏移了大約_3微米；見圖4的曲 線23)，密封窗口寬度大約為7-9瓦，近似比現有技術填料的寬度大三倍。密封窗口的下端 與現有技術的糊料類似，其密封寬度也示于表1 ；但是上端高得多。誠然，使用曲線23的填 料顆粒的密封寬度的上端高于90%。這顯示了使用較小填料顆粒的糊料的工藝窗口高得
^^ ο實施例3-封裝強度圖6顯示了包含較小填料的糊料具有較高的機械強度。該情況下的密封寬度約為88%。對于該寬度，使用較小填料顆粒的玻璃料(圖4 中的曲線23 ；圖6中的圓形數據點)比包含較大填料顆粒的那些玻璃料(圖4中的曲線19 ； 圖6中的菱形數據點)更牢固。對于含較大填料的糊料，特征載荷Stl為40. 3磅力，對于含 較小填料的糊料，則為46. 9磅力。因此，對于含較小填料的糊料的改進約為15%。從圖6 中可以看到，除了 6種樣品以外，28種被測樣品的強度都高于40磅力。實施例4-氣密性將四種包括燒結的玻璃料圖案的玻璃板密封于板材，所述燒結的玻璃料圖案使用 包括小填料顆粒的糊料形成(即圖4中曲線23的填料顆粒)，所述板材包括內部Ca片，用 來測定氣密性。使用10毫米/秒的速度進行了兩個樣品的氣密性密封，另外兩個以20毫 米/秒的速度進行氣密性密封。所述Ca片的厚度為750納米。每個板材使用密封窗口內 最佳的激光功率密封。進行密封之后，將所有的板材放入85°C -85RH% (相對濕度)的室內，測定封裝體 的長期性能。超過3000小時之后，沒有任何基于使用小填料顆粒的玻璃料的單元失去氣密 性。同樣，在任何測試封裝體中均未觀察到燒結的玻璃料析出。實施例5-孔隙率表2顯示使用圖4的各種粒度分布制得的燒結玻璃料的孔隙率的測試結果。通過 對玻璃料進行篩分并測定空穴體積，利用光學法測定孔隙率。從表2可以看出，通過減小玻璃顆粒的粒度，將燒結后的玻璃料的孔隙率從 17. 85%減小到12. 77%，而同時減小玻璃顆粒和填料顆粒的粒度則進一步將孔隙率減小到 9. 84%。較低的孔隙率使得燒結的玻璃料具有更均一的物理性質和熱學性質，更好的傳熱 性能，以及更高的機械強度。通過上文，可以看到玻璃顆粒粒度的減小，特別是除去粒度分布的拖尾部分，可以 減小燒結的玻璃料的孔隙率，但是對于改進激光加工窗口或封裝體機械強度來說并不重 要；填料顆粒粒度的減小會改進玻璃料密封工藝，得到更平滑的燒結的玻璃料表面，更寬的工藝窗口，以及更大的機械強度。玻璃和填料顆粒粒度同時減小提供了所有這些效果。由本文揭示的內容，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下所做的各種修改對于 本領域的普通技術人員而言將是顯而易見的。作為一個例子，本發明的糊料可以使用不同 于目前OLED所用的那些用于發光器件的玻璃(例如鈉鈣玻璃或硼硅酸鹽玻璃)的玻璃，例 如所述糊料可以使用康寧有限公司的0211號微板玻璃。下面的權利要求書的目的是覆蓋 本文中提出的具體實施方式
以及這類修改、變化和等同項。表 1

表權利要求
一種糊料，其用來在玻璃板的主表面上形成燒結的玻璃料圖案，所述糊料包含(a)大量玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(c)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所述大量玻璃顆粒的中值粒度為0.5 1.5微米，(ii)至少90％的玻璃顆粒的粒度小于或等于5.0微米。
2.一種糊料，其用來在玻璃板的主表面上形成燒結的玻璃料圖案，所述糊料包含(a)大量玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(c)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所述大量填料顆粒的中值粒度為 2. 5-3. 5微米，(ii)至少90%的填料顆粒的粒度小于或等于12微米。
3.如權利要求2所述的糊料，其特征在于，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所 述大量玻璃顆粒的中值粒度為0. 5-1. 5微米，(ii)至少90%的玻璃顆粒的粒度小于或等于 5.0微米。
4.一種組件，其包括具有主表面的玻璃板，以及結合于所述主表面的燒結的玻璃料圖 案，所述組件通過以下步驟制造(a)按照一種圖案對所述主表面施加糊料，所述圖案在燒結的時候形成所述燒結的玻 璃料圖案；以及(b)燒結所述糊料圖案；其中(i)所述糊料是權利要求2所述的糊料；以及(ii)所述燒結的玻璃料圖案具有標稱高度，通過動態光散射分析，糊料中100%的填 料顆粒的粒度小于所述標稱高度。
5.如權利要求4所述的組件，其特征在于，所述燒結的玻璃料圖案的RMS表面粗糙度為 1.0-2. 0 微米。
6.如權利要求4所述的組件，其特征在于，所述燒結的玻璃料圖案的孔隙率為 9% -13%。
7.—種顯示器件，其包括權利要求4所述的組件，所述組件通過所述燒結的玻璃料圖 案結合到基板上。
8.如權利要求7所述的顯示器件，其特征在于，通過讓激光器產生的輻射穿過所述燒 結的玻璃料圖案，進行所述將組件結合于基板的操作。
9.一種糊料，其用來在玻璃板的主表面上形成具有標稱高度H的燒結的玻璃料圖案， 所述糊料包含(a)大量玻璃顆粒，其會在燒結的時候熔化；(b)大量填料顆粒，其在燒結的時候基本保持其形狀和尺寸；(c)媒介物，其會在燒結的時候燃燒和/或揮發；其中，通過動態光散射分析，糊料中100%的填料顆粒的粒度小于H。
10.如權利要求9所述的糊料，其特征在于，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所述大量玻璃顆粒的中值粒度為0. 5-1. 5微米，(ii)至少90%的玻璃顆粒的粒度小于或等于 5.0微米。
11.如權利要求9所述的糊料，其特征在于，當通過動態光散射進行分析的時候，(i)所 述大量填料顆粒的中值粒度為2. 5-3.5微米，(ii)至少90%的填料顆粒的粒度小于或等于 12微米。
12.如權利要求11所述的糊料，其特征在于，當通過動態光散射進行分析的時候，(i) 所述大量玻璃顆粒的中值粒度為0. 5-1. 5微米，(ii)至少90%的玻璃顆粒的粒度小于或等 于5. 0微米。
13.—種組件，該組件包括具有主表面的玻璃板，以及結合于所述主表面的燒結的 玻璃料圖案，所述燒結的玻璃料圖案的RMS表面粗糙度為1. 0-2. 0微米，或者孔隙率為 9% -13%，或者RMS表面粗糙度為1.0-2.0微米，且孔隙率為9% -13%。
14.一種顯示器件，其包括權利要求13所述的組件，所述組件通過所述燒結的玻璃料 圖案結合到基板上。
15.如權利要求14所述的顯示器件，其特征在于，通過讓激光器產生的輻射穿過所述 燒結的玻璃料圖案，進行所述將組件結合于基板的操作。
全文摘要
本發明提供了一種糊料，該糊料用來在玻璃板(12)上形成燒結的玻璃料圖案(14)，所述玻璃板(12)是例如用來覆蓋OLED(18)顯示器件(10)的玻璃板。所述糊料包含玻璃顆粒、填料顆粒和媒介物。相較于現有技術的糊料，所述填料顆粒和/或玻璃顆粒的粒度減小。使用該糊料制備的燒結的糊料的孔隙率和表面粗糙度減小，同時改進了用來制造OLED封裝體的工藝窗口以及這些封裝體的氣密性和強度。
文檔編號H01L51/00GK101903300SQ200880122196
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月10日 優先權日2007年11月20日
發明者E·A·奎利亞爾, J·W·博特略, M·N·帕斯泰爾, 張魯 申請人:康寧股份有限公司