JP2017528760A - 封止型装置およびその製造方法 - Google Patents
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本明細書において、キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが少なくとも1つの色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、第2のガラス基体と、第1のガラス基体と第2のガラス基体との間に、少なくとも1つの色変換素子を収容した少なくとも1つのキャビティの周囲に延在する少なくとも1つの封止部とを含む封止型装置が開示される。また、本明細書において、キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、第1の表面上に配置された第2のガラス基体と、第1のガラス基体と第2のガラス基体との間に配置された、必要に応じて設けられる封止層と、第1のガラス基体と第2のガラス基体との間に形成された第1の封止部であって、該第1の封止部が、少なくとも1つの色変換素子を収容した少なくとも1つのキャビティの周囲に延在し、ガラス対ガラスの封止部またはガラス対封止層対ガラスの封止部で構成された、第1の封止部とを含む封止型装置が開示される。更に、本明細書において、第1のガラス基体と、第2のガラス基体と、第1のガラス基体と第2のガラス基体との間に配置された封止層と、第1のガラス基体と第2のガラス基体との間に形成されたレーザ溶接封止部であって、非気密性封止部によって補強された気密性封止部で構成されたレーザ溶接封止部とを含む封止型装置が開示される。本明細書には、そのような封止型装置を含むディスプレイ装置も開示される。
本明細書において、封止型装置を製造する方法であって、少なくとも1つの色変換素子を、第1のガラス基体の第1の表面にあるキャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティ内に配置する工程と、封止界面を形成するために、第2のガラス基体の第2の表面を第1のガラス基体の第1の表面と接触させる工程と、第1の基体と第2の基体との間に、少なくとも1つの色変換素子を収容した少なくとも1つのキャビティの周囲に延在する封止部を形成するために、所定の波長で動作するレーザビームを封止界面に向ける工程とを含む方法が開示される。
V/(D*rp)>1 …(1)
同様に、変調CWレーザは、以下の式(1’)による、封止界面におけるレーザビームのスポット径(D)とレーザビームの変調速度(rm)との積より高い平行移動速度(V)で動作され得る。
V/(D*rm)>1 …(1’)
当然ながら、所与の平行移動速度についてのスポット径D、繰り返し率rp、および/または変調速度rmは、式(1)または(1’)を満たすよう変えられ得る。これらのパラメータで動作するレーザは、図5Aに示されているような個々の「スポット」で構成された重ならないレーザ溶接を生じ得る。例えば、レーザパルス間の時間(1/rpまたは1/rm)は、単一の溶接スポット上でレーザが費やす時間の平均量(「ドウェル時間」(D/V)とも称される)より大きいものであり得る。幾つかの実施形態では、V/(D*rp)またはV/(D*rm)は、約1.05〜約10の範囲(例えば約1.1〜約8、約1.2〜約7、約1.3〜約6、約1.4〜約5、約1.5〜約4、約1.6〜約3、約1.7〜約2、または約1.8〜約1.9等(全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲を含む))であり得る。そのような溶接パターンは、例えば、本開示の様々な実施形態による非気密性封止部を生じるために用いられ得る。
V/(D*rp)≦1 …(2)
同様に、変調CWレーザは、以下の式(2’)による、封止界面におけるレーザビームのスポット径(D)とレーザビームの変調速度(rm)との積以下である平行移動速度(V)で動作され得る。
V/(D*rm)≦1 …(2’)
当然ながら、所与の平行移動速度についてのスポット径D、繰り返し率rp、および/または変調速度rmは、式(2)または(2’)を満たすよう変えられ得る。これらのパラメータでの動作は、図5Bに示されているような近接した「スポット」で構成された、または(例えば、rmが無限大まで増加すると)図5Cに示されているような連続線に近い重なったレーザ溶接を生じ得る。例えば、レーザパルス間の時間(1/rpまたは1/rm)は、「ドウェル時間」(D/V)以下であってもよい。幾つかの実施形態では、V/(D*rp)またはV/(D*rm)は、約0.01〜約1の範囲(例えば約0.05〜約0.9、約0.1〜約0.8、約0.2〜約0.7、約0.3〜約0.6、または約0.4〜約0.5等(全ての範囲およびそれらの間の部分的な範囲を含む))であり得る。これらの溶接パターンは、例えば、本開示の様々な実施形態による気密性封止部を生じるために用いられ得る。
キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、前記キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが少なくとも1つの色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、
第2のガラス基体と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間の少なくとも1つの封止部であって、前記少なくとも1つの色変換素子を収容した前記少なくとも1つのキャビティの周囲に延在する封止部と
を含むことを特徴とする封止型装置。
互いに同一であってもよくまたは異なっていてもよい前記第1のガラス基体および前記第2のガラス基体が、アルミノシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、アルカリボロシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、およびアルカリアルミノボロシリケートガラスから選択されるガラスで構成される、実施形態1記載の封止型装置。
前記第1のガラス基体および前記第2のガラス基体が、同一であってもよくまたは異なっていてもよい約0.1mm〜約2mmの範囲の厚さを有する、実施形態1記載の封止型装置。
前記キャビティのアレイのうちの各キャビティが、約0.02mm〜約1mmの範囲の深さを有する、実施形態1記載の封止型装置。
前記少なくとも1つの色変換素子が、量子ドット、蛍光染料、赤色、緑色、および青色の蛍光体、並びにそれらの組合せから選択される、実施形態1記載の封止型装置。
前記第2のガラス基体が、前記第1のガラス基体の前記第1の表面と接触した第2の表面を有し、前記少なくとも1つの封止部が、前記第1の表面と前記第2の表面との間に形成された、実施形態1記載の封止型装置。
前記少なくとも1つの封止部が、ガラス対ガラスの溶接で構成される、実施形態1記載の封止型装置。
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に配設され、前記第1のガラス基体の前記第1の表面および前記第2のガラス基体の第2の表面と接触する封止層を更に含む、実施形態1記載の封止型装置。
前記封止層が、約400℃以下のガラス転移温度を有するガラスから選択される、実施形態8記載の封止型装置。
前記封止層が、所定のレーザ波長において約10%より大きい吸収率を有するガラスから選択される、実施形態8記載の封止型装置。
前記封止層が約0.1マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲の厚さを有する、実施形態8記載の封止型装置。
実施形態1記載の封止型装置と、必要に応じて、光源、導光器、プリズムフィルム、直線偏光子、反射型偏光子、薄膜トランジスタ、液晶層、カラーフィルタ、およびそれらの組合せから選択される少なくとも1つの構成要素とを含むことを特徴とするディスプレイ装置。
前記光源がLEDアレイで構成され、前記封止型装置内の前記キャビティのアレイが、前記LEDアレイと略位置合わせされた、実施形態12記載のディスプレイ装置。
キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、前記キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、
前記第1の表面上に配置された第2のガラス基体と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に配置された、必要に応じて設けられる封止層と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に形成された第1の封止部であって、該第1の封止部が、前記少なくとも1つの色変換素子を収容した前記少なくとも1つのキャビティの周囲に延在し、ガラス対ガラスの封止部またはガラス対封止層対ガラスの封止部で構成された、第1の封止部と
を含むことを特徴とする封止型装置。
前記少なくとも1つの色変換素子が、量子ドット、蛍光染料、赤色、緑色、および青色の蛍光体、並びにそれらの組合せから選択される、実施形態14記載の封止型装置。
前記少なくとも1つのキャビティに隣接した、色変換素子を収容していない第2のキャビティと、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に形成され、前記第2のキャビティの周囲に延在する第2の封止部と
を更に含む、実施形態14記載の封止型装置。
前記キャビティのアレイのうちの第1のキャビティが第1の色変換素子を有し、前記キャビティのアレイのうちの第2のキャビティが第2の色変換素子を有し、前記第1の色変換素子と第2の色変換素子とが互いに同一であるかまたは異なる、実施形態14記載の封止型装置。
封止型装置を製造する方法であって、
少なくとも1つの色変換素子を、第1のガラス基体の第1の表面にあるキャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティ内に配置する工程と、
封止界面を形成するために、必要に応じて前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に封止層を設けて、第2のガラス基体の第2の表面を前記第1のガラス基体の前記第1の表面と接触させる工程と、
前記第1の基体と前記第2の基体との間に、少なくとも前記少なくとも1つの色変換素子を収容したキャビティの周囲に延在する封止部を形成するために、所定の波長で動作するレーザビームを前記基体の界面に向ける工程と、
を含むことを特徴とする方法。
前記所定の波長が、約300nm〜約1600nmの範囲の紫外波長、可視波長、および近赤外波長から選択される、実施形態18記載の方法。
前記レーザビームが約10mm/秒〜約1000mm/秒の範囲の平行移動速度で動作する、実施形態18記載の方法。
前記封止部が約20マイクロメートル〜約1mmの範囲の幅を有する、実施形態18記載の方法。
前記第1のガラス基体および前記第2のガラス基体が、印加された圧縮力と接触させられる、実施形態18記載の方法。
前記第1の基体と前記第2の基体との間に気密性封止部が形成される、実施形態18記載の方法。
第1のガラス基体と、
第2のガラス基体と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に配置された封止層と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に形成されたレーザ溶接封止部であって、非気密性封止部によって補強された気密性封止部で構成されたレーザ溶接封止部と
を含むことを特徴する封止型装置。
前記非気密性封止部が前記気密性封止部と略重なっている、実施形態24記載の封止型装置。
少なくとも1つのキャビティを更に含む、実施形態24記載の封止型装置。
前記少なくとも1つのキャビティが、レーザダイオード、発光ダイオード、有機発光ダイオード、量子ドット、およびそれらの組合せから選択される少なくとも1つの構成要素を有する、実施形態24記載の封止型装置。
封止型装置を製造する方法であって、
封止界面を形成するために、第1のガラス基体の第1の表面および第2のガラス基体の第2の表面を封止層と接触させる工程と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に気密性封止部を形成するために、前記封止界面に第1の所定の波長で動作する第1のレーザを向ける工程と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に非気密性封止部を形成するために、前記封止界面に第2の所定の波長で動作する第2のレーザを向ける工程と
を含むことを特徴とする方法。
前記気密性封止部と前記非気密性封止部とが略重なっている、実施形態28記載の方法。
前記第1のレーザが、以下の式(a)に従った平行移動速度(V)で動作する、実施形態28記載の方法。
V/(D*r)≦1 …(a)
ただし、Dは前記封止界面におけるレーザビームのスポット径であり、rは前記第1のレーザの繰り返し率または変調速度である。
前記第2のレーザが、以下の式(b)に従った平行移動速度(V)で動作する、実施形態28記載の方法。
V/(D*r)>1 …(b)
ただし、Dは前記封止界面におけるレーザビームのスポット径であり、rは前記第2のレーザの繰り返し率または変調速度である。
前記第1のガラス基体および前記第2のガラス基体を封止する前に、前記第1の表面または前記第2の表面にある少なくとも1つのキャビティ内に少なくとも1つの構成要素を配置する工程を更に含む、実施形態28記載の方法。
前記少なくとも1つの構成要素が、レーザダイオード、発光ダイオード、有機発光ダイオード、量子ドット、およびそれらの組合せから選択される、実施形態32記載の方法。
封止型装置を製造する方法であって、
封止界面を形成するために、第1のガラス基体の第1の表面および第2のガラス基体の第2の表面を封止層と接触させる工程と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に、少なくとも2つの封止された領域を画成する少なくとも1つの封止線を形成するために、所定の波長で動作するレーザを前記封止界面に向ける工程と、
前記少なくとも2つの封止された領域を、前記少なくとも1つの封止線と交差しない少なくとも1つの分離線に沿って分離する工程と
を含むことを特徴とする方法。
前記少なくとも1つの封止線が、複数の閉じたループの封止部を含む、実施形態34記載の方法。
前記少なくとも1つの封止線が、複数の交差する封止線を含む、実施形態34記載の方法。
前記第1のガラス基体の第2の表面または前記第2のガラス基体の第1の表面上に、前記所定の波長における前記封止界面による吸収を阻止するマスクを配置する工程を更に含む、実施形態34記載の方法。
前記マスクが、前記第1のガラス基体の前記第2の表面または前記第2のガラス基体の前記第1の表面上に、少なくとも1つの非吸収領域を形成するようパターニングされ、前記少なくとも1つの分離線が、前記少なくとも1つの非吸収領域内に配置される、実施形態37記載の方法。
前記封止された領域のうちの少なくとも1つが、必要に応じて、少なくとも1つの構成要素を収容した少なくとも1つのキャビティを含む、実施形態34記載の方法。
前記少なくとも1つの構成要素が、レーザダイオード、発光ダイオード、有機発光ダイオード、量子ドット、およびそれらの組合せから選択される、実施形態39記載の方法。
前記封止された領域のうちの少なくとも1つが、複数の個々に封止されたキャビティを含む、実施形態34記載の方法。
220、320 色変換素子
130、230 LEDアレイ
250、445 スペース
315、415 キャビティ
335 封止界面
370、470 封止部
601、1101 封止された部分
603、703、803、903、1003、1103、1303 溶接線
620 ワークピース
707、807、907、1007、1107、1307 分離線
1301a、1301b 封止された区画
1301a’、1301b’ キャビティ
1203a 気密性封止部
1203b 非気密性封止部
Claims (12)
- キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、前記キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが少なくとも1つの色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、
第2のガラス基体と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間の少なくとも1つの封止部であって、前記少なくとも1つの色変換素子を収容した前記少なくとも1つのキャビティの周囲に延在する封止部と
を含むことを特徴とする封止型装置。 - 前記第1のガラス基体および前記第2のガラス基体が、同一であってもよくまたは異なっていてもよい約0.1mm〜約2mmの範囲の厚さを有する、請求項1記載の封止型装置。
- 前記キャビティのアレイのうちの各キャビティが、約0.02mm〜約1mmの範囲の深さを有する、請求項1〜2のいずれか一項に記載の封止型装置。
- 前記少なくとも1つの封止部が、ガラス対ガラスの溶接で構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の封止型装置。
- 前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に配設され、前記第1のガラス基体の前記第1の表面および前記第2のガラス基体の第2の表面と接触する封止層を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の封止型装置。
- 前記封止層が、約400℃以下のガラス転移温度を有するガラスから選択される、請求項5記載の封止型装置。
- 前記封止層が、所定のレーザ波長において約10%より大きい吸収率を有するガラスから選択される、請求項5〜6のいずれか一項に記載の封止型装置。
- 前記封止層が約0.1マイクロメートル〜10マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項5〜7のいずれか一項に記載の封止型装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の封止型装置と、必要に応じて、光源、導光器、プリズムフィルム、直線偏光子、反射型偏光子、薄膜トランジスタ、液晶層、カラーフィルタ、およびそれらの組合せから選択される少なくとも1つの構成要素とを含むことを特徴とするディスプレイ装置。
- キャビティのアレイを有する第1の表面を有する第1のガラス基体であって、前記キャビティのアレイのうちの少なくとも1つのキャビティが色変換素子を収容した、第1のガラス基体と、
前記第1の表面上に配置された第2のガラス基体と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に配置された、必要に応じて設けられる封止層と、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に形成された第1の封止部であって、該第1の封止部が、前記少なくとも1つの色変換素子を収容した前記少なくとも1つのキャビティの周囲に延在し、ガラス対ガラスの封止部またはガラス対封止層対ガラスの封止部で構成された、第1の封止部と
を含むことを特徴とする封止型装置。 - 前記少なくとも1つの色変換素子が、量子ドット、蛍光染料、赤色、緑色、および青色の蛍光体、並びにそれらの組合せから選択される、請求項10記載の封止型装置。
- 前記少なくとも1つのキャビティに隣接した、色変換素子を収容していない第2のキャビティと、
前記第1のガラス基体と前記第2のガラス基体との間に形成され、前記第2のキャビティの周囲に延在する第2の封止部と
を更に含む、請求項10〜11のいずれか一項に記載の封止型装置。
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