RU2594958C2 - Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste - Google Patents
Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594958C2 RU2594958C2 RU2013136736/28A RU2013136736A RU2594958C2 RU 2594958 C2 RU2594958 C2 RU 2594958C2 RU 2013136736/28 A RU2013136736/28 A RU 2013136736/28A RU 2013136736 A RU2013136736 A RU 2013136736A RU 2594958 C2 RU2594958 C2 RU 2594958C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- sealing
- layer
- oled
- silicon substrate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу герметизации микродисплеев на основе органических электролюминесцентных материалов и может быть использовано при изготовлении микродисплеев OLED на кремниевой подложке.The invention relates to a method for sealing microdisplays based on organic electroluminescent materials and can be used in the manufacture of OLED microdisplays on a silicon substrate.
В известном способе для защиты OLED-приборов от негативного воздействия кислорода и паров воды использовалась клеевая конструкция на основе эпоксидных смол [1].In the known method for protecting OLED devices from the negative effects of oxygen and water vapor, an adhesive structure based on epoxy resins was used [1].
В ряде случаев используется также защита в виде многослойных органических и неорганических пленок, известная как Vitex, в сочетании с использованием клея, отверждаемого ультрафиолетом [2].In some cases, protection is also used in the form of multilayer organic and inorganic films, known as Vitex, in combination with the use of UV curable adhesive [2].
Отметим, что, в целом, известными способами герметизации достигнуты результаты, обеспечивающие работоспособность OLED-приборов в течение нескольких тысяч часов.Note that, in general, the known sealing methods have achieved results that ensure the operability of OLED devices for several thousand hours.
До недавнего времени эти способы герметизации были доминирующими. Однако более эффективной защитой является герметизация, использующая стеклообразную пасту (фритт-пасту) в качестве соединительного слоя между стеклянной крышкой и основанием [3]. В данном случае герметизация осуществляется лазерной сваркой (не клеевая конструкция). По-видимому, такой метод герметизации перспективен, так как стекло является идеальным барьером от проникновения паров влаги и кислорода.Until recently, these sealing methods were dominant. However, a more effective protection is sealing using a glassy paste (frit paste) as the connecting layer between the glass cover and the base [3]. In this case, the sealing is carried out by laser welding (non-adhesive construction). Apparently, this method of sealing is promising, since glass is an ideal barrier against the penetration of moisture vapor and oxygen.
На фиг. 1 показана конструкция OLED-прибора, включающего светоизлучающую структуру 3, прозрачную стеклянную крышку 1 и стеклянное основание 4, герметизация в котором выполнена с использованием фритт-пасты 2. Герметизация осуществляется лазерным облучением, схематично показанным на фиг. 1 в виде двух параллельных стрелок.In FIG. 1 shows the construction of an OLED device including a light-
Недостатком такого способа герметизации является то, что она применима для подложки из изолирующего материала, например, стекла 4. По этой причине не реализован способ герметизации с использованием фритт-пасты для OLED микродисплеев на кремниевой подложке 6, потому что коэффициенты теплопроводности стекла и кремния сильно отличаются и равны соответственно: ~2 Вт/м·К и ~150 Вт/м·К. Это ведет к тому, что тепловая мощность, подводимая к фритт-пасте за счет поглощения лазерного облучения будет недостаточна, для того чтобы расплавить легированное стекло с образованием надежного спая.The disadvantage of this method of sealing is that it is applicable for a substrate of insulating material, for
Предлагаемое изобретение решает эту проблему следующим образом:The present invention solves this problem as follows:
- введением дополнительного слоя 5 с низкой теплопроводностью SiOx по периферии структуры. чтобы уменьшить теплоотвод к кремниевой подложке. 6 фиг. 2, или- the introduction of an
- формированием в кремниевой подложке имплантированных областей 7 с сильно нарушенной кристаллической решеткой и низкой теплопроводностью под проектируемой областью сварочного шва, фиг. 3, или- the formation in the silicon substrate of the implanted
- использованием дополнительного слоя 5 по периферии структуры с низкой теплопроводностью в сочетании с созданием в кремниевой подложке областей 7 с сильно нарушенной кристаллической решеткой с низкой теплопроводностью под проектируемой областью сварочного шва, фиг. 4.- using an
Современные системы отображения информации используют технологию тонких органических электролюминесцентных пленок при изготовлении приборов, имеющих в качестве основания кремниевую подложку. В кремниевой подложке формируют СБИС управления матрицей светоизлучающих элементов на основе органических электролюминесцентных пленок.Modern information display systems use the technology of thin organic electroluminescent films in the manufacture of devices having a silicon substrate as the base. In the silicon substrate, VLSI is formed to control the matrix of light-emitting elements based on organic electroluminescent films.
Важной задачей в технологии изготовления таких приборов является создание качественной герметизации, обеспечивающей защиту органических пленок от негативного влияния паров и кислорода ввиду их чрезвычайной чувствительности. Разработанная герметизация должна обеспечить натекание ≤10-10 Па·м3/с и позволить увеличить время работоспособности до несколько десятков тысяч часов.An important task in the manufacturing technology of such devices is the creation of high-quality sealing, which protects organic films from the negative effects of vapors and oxygen due to their extreme sensitivity. The developed sealing should ensure leakage of ≤10 -10 Pa · m 3 / s and allow to increase the working time to several tens of thousands of hours.
Указанный технический результат для OLED и микродисплеев OLED достигается тем, что способ герметизации OLED на кремниевой подложке с помощью стеклообразной пасты, основанный на использовании пасты, слоя SiOx толщиной 3-5 мкм и лазерной сварки в режиме выходной мощности 60 Вт и длине волны выходного излучения λ=810 нм заключается в том, что перед процессом герметизации под проектируемой областью сварочного шва с использованием фритт-пасты создают в кремнии имплантированную область с сильно нарушенной кристаллической решеткой, при этом перед процессом герметизации создают в кремнии имплантированную область с сильно нарушенной кристаллической решеткой и над имплантированной областью осаждают слой из низкотемпературной окиси кремния SiOx толщиной 3-5 мкм.The indicated technical result for OLED and OLED microdisplays is achieved by the fact that the method of sealing OLED on a silicon substrate using a glassy paste based on the use of a paste, a 3-5 μm thick SiO x layer and laser welding at 60 W output power mode and output radiation wavelength λ = 810 nm consists in the fact that before the sealing process under the designed area of the weld using the frit paste, an implanted region with a strongly broken crystal lattice is created in silicon, while before the process The sealing system creates an implanted region with a strongly broken crystal lattice in silicon, and a layer of low-temperature silicon oxide SiO x 3-5 μm thick is deposited over the implanted region.
Способ герметизации микродисплея OLED на кремниевой подложке имеет следующую пооперационную последовательность: осаждают на кремниевую пластину с чипами 6.1 слой окиси кремния толщиной 3-5 мкм 6.1.1, формируют на каждом чипе кремниевой пластины по его периферии методом фотолитографии слой окиси кремния 6.1.2, напыляют на нее последовательно органические и неорганические слои 6.1.5, подготавливают стеклянную пластину 6.2 для герметизации в технологической последовательности: на стеклянную пластину таких же размеров, как кремниевая пластина, наносят по периферии отдельного чипа слой стеклообразной пасты 6.2.2, содержащей оксид ванадия VO <35% по массе, триоксид сурьмы Sb2O3 <6% по массе, оксид железа Fe2O3 <6%, пентоксид фосфора Р2О5 <16%, оксид кремния SiOx 7%, терпинеол C10H18O 3%, этилцеллюлозу [C6H7O2(ОН)3-x(ОС2Н5)x]n <4%, бутилкарбитол ацетата С10Н20О4 <23%, производят специальную термообработку слоя стеклообразной пасты в режиме, приведенном на фиг. 5, наносят клей по периферии пластины 6.2.3, после совмещения и склеивания кремниевой и стеклянной пластины по периметру 6.0 производят лазерную сварку 6.0.1 чипов кремниевой пластины со стеклянной пластиной в режиме выходной мощности 60 Вт и длине волны излучения λ=810 нм, производят низкотемпературный отжиг полученной заготовки и проводят резку заготовки алмазными дисками со скоростью вращения 3000 об/мин, охлаждаемыми водой 6.02, производят разварку контактов 6.03 и защищают области контактных соединений эпоксидным клеем 6.04. Перед передачей кремниевой пластины на напыление в установку КУ на ней производят операции, связанные с созданием сильнолегированного имплантированного слоя в кремниевой подложке по периферии чипа. При этом перед передачей кремниевой пластины на напыление в установку КУ на ней производят операции создания сильнолегированного имплантированного слоя в кремнии с формированием в местах имплантированного слоя поверх него слоя SiOx толщиной 0,15-0,17 мкм.The method of sealing an OLED microdisplay on a silicon substrate has the following operational sequence: deposit a silicon oxide layer of 3-5 μm thick 6.1.1 onto a silicon wafer with chips 6.1, form a silicon oxide layer 6.1.2 on each chip of the silicon wafer along its periphery by photolithography, spray organic and inorganic layers 6.1.5 are sequentially prepared on it, a glass plate 6.2 is prepared for sealing in the technological sequence: on a glass plate of the same size as a silicon plate, at the periphery of an individual chip, there is a layer of glassy paste 6.2.2 containing vanadium oxide VO <35% by mass, antimony trioxide Sb 2 O 3 <6% by mass, iron oxide Fe 2 O 3 <6%, phosphorus pentoxide P 2 O 5 <16%,
Сложность задачи заключается в том, что герметизация на основе фритт-пасты впрямую непригодна для применения в приборах OLED с кремниевой подложкой.The complexity of the problem lies in the fact that the sealing based on the frit paste is directly unsuitable for use in OLED devices with a silicon substrate.
Сущность предлагаемого изобретения состоит во введении в маршрут изготовления приборов OLED с кремниевой подложкой дополнительных технологических операций, обеспечивающих получение вакуумно-плотного стеклянного шва без пор и трещин. Они включают в себя операции по обработке кремниевой подложки с получением в ней областей с сильно нарушенной кристаллической решеткой и уменьшенной теплопроводностью, выбора состава стеклообразной (фритт) пасты и ее термообработки, определения режима лазерной сварки.The essence of the invention consists in introducing additional technological operations that provide a vacuum-tight glass joint without pores and cracks in the route for manufacturing OLED devices with a silicon substrate. They include operations on processing a silicon substrate to obtain regions with a strongly broken crystal lattice and reduced heat conductivity, selecting the composition of the glassy (frit) paste and its heat treatment, and determining the laser welding mode.
В данном описании изобретения представлен и проиллюстрирован предпочтительный вариант изобретения, в который могут быть внесены различные модификации и изменения, не затрагивающие существа и объема изобретения, определяемого формулой изобретения.In this description of the invention, a preferred embodiment of the invention is presented and illustrated, in which various modifications and changes may be made without affecting the essence and scope of the invention defined by the claims.
На кремниевую подложку (с сильно нарушенной областью кристаллической решетки и необработанную) со светоизлучающей OLED-матрицей по периферии осаждают низкотемпературным способом слой SiOx толщиной 3-5 мкм и методом фотолитографии оставляют участки слоя SiOx, на которые в дальнейшем ложатся при совмещении участки фритт-пасты, находящиеся на стеклянной крышке;On a silicon substrate (with a strongly broken region of the crystal lattice and untreated) with a light-emitting OLED matrix, a 3-5-μm thick SiO x layer is deposited at the periphery by a low-temperature method and photolithography is used to leave portions of the SiO x layer, which subsequently overlap with frit sections pastes on the glass lid;
- на стеклянную пластину методом шелкографии по заданному рисунку наносят ровный слой фритт-пасты, состав которой: оксид ванадия VO <35% по массе, триоксид сурьмы Sb2O3 <6% по массе, оксид железа Fe2O3 <6%, пентоксид фосфора Р2О5 <16%, диоксид кремния SiO2 7%, терпинеол C10H18O 3%, этилцеллюлозу [C6H7O2(ОН)3-x(ОС2Н5)х]n <4%, бутилкарбитол ацетат С10Н20О4 <23%; фритт-пасту в виде шва подвергают отжигу в режиме специальной термообработки: температура 370°С выдержка 30 минут (процесс декарбонизации и обезуглероживания), спекают при температуре 420°С и выдерживают в течение 30 минут согласно фиг. 5.- an even layer of Frit paste is applied on the glass plate by the screen printing method according to the specified pattern, the composition of which is: vanadium oxide VO <35% by mass, antimony trioxide Sb 2 O 3 <6% by mass, iron oxide Fe 2 O 3 <6%, phosphorus pentoxide P 2 O 5 <16%,
- две составные части корпуса (стеклянная крышка и кремниевая подложка) совмещают по стеклообразному шву с участками слоя SiOx;- two components of the body (glass cover and silicon substrate) combine along a glassy seam with portions of the SiO x layer;
- стеклование термообработанной фритт-пасты производят на установке лазерного оплавления стеклоспая LTS-2R ИК лазером в режиме выходной мощности 60 Вт и длине волны выходного излучения λ=810 нм;- vitrification of heat-treated frit paste is carried out on a laser melting unit for glass junction LTS-2R by an IR laser in an output power mode of 60 W and an output radiation wavelength λ = 810 nm;
- полученную заготовку подвергают низкотемпературному отжигу и производят последующую резку с помощью алмазных дисков.- the resulting billet is subjected to low-temperature annealing and subsequent cutting is carried out using diamond disks.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 приведена известная конструкция, использующая герметизацию с помощью стеклообразной пасты. Такая конструкция не предполагает использования кремниевой подложки в качестве основания.In FIG. 1 shows a well-known construction using a glass-paste sealant. This design does not involve the use of a silicon substrate as a base.
На фиг. 2-4 показаны предлагаемые конструкции, работающие по заявляемому способу. Отличия в них состоят в структуре областей, соприкасающихся при совмещении со стеклообразным швом.In FIG. 2-4 show the proposed design, working according to the claimed method. The differences in them consist in the structure of the areas in contact when combined with a glassy seam.
На фиг. 5 приведен график зависимости температуры отжига стеклообразного шва от времени по заявляемому способу.In FIG. 5 shows a graph of the temperature of the annealing of the glassy seam from time to time according to the claimed method.
На фиг. 6 показана блок-схема реализации изобретения в маршруте изготовления микродисплея.In FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of the invention along a microdisplay route.
Совместимость нововведений по заявленному способу герметизации была проверена в технологическом маршруте изготовлении OLED микродисплеев на кремниевой подложке.The compatibility of innovations in the claimed method of sealing was tested in the technological route for the manufacture of OLED microdisplays on a silicon substrate.
На фиг. 6 показаны места введения дополнительных операций в технологический маршрут изготовления микродисплеев. В технологической цепочке подложка с кремниевыми чипами (поз. 6.1) включены дополнительные операции низкотемпературного осаждения SiOx (поз. 6.1.1), фотолитография по слою SiOx (поз. 6.1.2). После типовых операций отмывки и термообработки кремниевая пластина по циклу поступает в вакуумную кластерную установку (КУ) для напыления органических и неорганических слоев (поз. 6.1.3). В технологической цепочке стеклянная крышка со светофильтрами (поз. 6.2), добавляются операции нанесения фритт-пасты (поз. 6.2.1) и специальная термообработка (поз. 6.2.2), после чего крышка поступает в установку КУ для дальнейшего прохождения по технологическому маршруту.In FIG. 6 shows the places for introducing additional operations into the technological route for the manufacture of microdisplays. In the technological chain, the substrate with silicon chips (pos. 6.1) includes additional operations of low-temperature deposition of SiO x (pos. 6.1.1), photolithography along the SiO x layer (pos. 6.1.2). After typical washing and heat treatment operations, the silicon wafer goes through a cycle to a vacuum cluster unit (KU) for spraying organic and inorganic layers (item 6.1.3). In the technological chain there is a glass cover with light filters (pos. 6.2), operations of applying frit paste (pos. 6.2.1) and special heat treatment (pos. 6.2.2) are added, after which the cap enters the KU installation for further passage along the technological route .
Проведенные исследования OLED и микродисплеев OLED показали, что при использовании данного изобретения снижается величина натекания в OLED до значений 2×10-10 Па·м3/с и увеличивается срок службы микродисплеев OLED до 20-30 тысяч часов.Studies of OLED and OLED microdisplays showed that when using this invention, the leakage rate in OLED is reduced to 2 × 10 -10 Pa · m 3 / s and the service life of OLED microdisplays is increased to 20-30 thousand hours.
Источники информацииInformation sources
1. Ewald Guenther. Encapsulation for OLED devices. Patent USA 7255823. 2007 (вариант).1. Ewald Guenther. Encapsulation for OLED devices. Patent USA 7255823. 2007 (option).
2. Maizen, Vincent. Method of sealing OLED with liquid adhesive. Patent USA 7452258. 2008 (вариант).2. Maizen, Vincent. Method of sealing OLED with liquid adhesive. Patent USA 7452258. 2008 (option).
3. Bruce G. Aitken, Joel P. Carberry. Glass package, that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication. Patent USA 6,998,776. 2006.3. Bruce G. Aitken, Joel P. Carberry. Glass package, that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication. Patent USA 6,998,776. 2006.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136736/28A RU2594958C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136736/28A RU2594958C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013136736A RU2013136736A (en) | 2015-02-20 |
RU2594958C2 true RU2594958C2 (en) | 2016-08-20 |
Family
ID=53281815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013136736/28A RU2594958C2 (en) | 2013-08-07 | 2013-08-07 | Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594958C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789668C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-02-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for sealing mems devices |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6565400B1 (en) * | 2001-06-26 | 2003-05-20 | Candescent Technologies Corporation | Frit protection in sealing process for flat panel displays |
US6998776B2 (en) * | 2003-04-16 | 2006-02-14 | Corning Incorporated | Glass package that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication |
RU2435246C2 (en) * | 2007-06-08 | 2011-11-27 | Улвак, Инк. | Method and device for manufacturing of sealed panel and method and device for manufacturing of plasma display panel |
US8366505B2 (en) * | 2008-12-30 | 2013-02-05 | Industrial Technology Research Institute | Apparatus of organic light emitting diode and packaging method of the same |
-
2013
- 2013-08-07 RU RU2013136736/28A patent/RU2594958C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6565400B1 (en) * | 2001-06-26 | 2003-05-20 | Candescent Technologies Corporation | Frit protection in sealing process for flat panel displays |
US6998776B2 (en) * | 2003-04-16 | 2006-02-14 | Corning Incorporated | Glass package that is hermetically sealed with a frit and method of fabrication |
RU2435246C2 (en) * | 2007-06-08 | 2011-11-27 | Улвак, Инк. | Method and device for manufacturing of sealed panel and method and device for manufacturing of plasma display panel |
US8366505B2 (en) * | 2008-12-30 | 2013-02-05 | Industrial Technology Research Institute | Apparatus of organic light emitting diode and packaging method of the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789668C1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-02-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for sealing mems devices |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013136736A (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102160813B1 (en) | Organic light emitting display and fabrication method for the same | |
KR101774278B1 (en) | Manufacturing method of flexible display device | |
TWI472395B (en) | Laser irradiation apparatus and method of manufacturing display device using the same | |
KR101453878B1 (en) | Manufacturing method of flat panel display device | |
JP4601639B2 (en) | Manufacturing method of flat panel display device | |
KR101097307B1 (en) | Sealing apparatus | |
KR101274807B1 (en) | organic electro-luminescence display device and method for fabricating the same | |
CN105576148B (en) | The method for packing of OLED display panel | |
JP2007200839A (en) | Organic electroluminescent display and its manufacturing method thereof | |
KR102107008B1 (en) | Organic Light Emitting Display device and Fabrication Method for the same | |
JP2007200854A (en) | Organic electroluminescent display device and its manufacturing method | |
JP2007220647A (en) | Organic electroluminescent display device and its manufacturing method | |
JP2014186169A (en) | Manufacturing method of display device and display device | |
EP2727164A1 (en) | Encapsulation structure for an opto-electronic component, and method for encapsulating an optoelectronic component | |
TW201127773A (en) | Methods for forming fritted cover sheets with masks and glass packages comprising the same | |
WO2016115806A1 (en) | Display panel and manufacturing method therefor, and display apparatus | |
TWI524998B (en) | Method of bonding and debonding substrate | |
CN103579523A (en) | Doner substrates and methods of manufacturing organic light emitting display devices using donor substrates | |
WO2016112597A1 (en) | Encapsulation method, display panel, and display device | |
US9276232B2 (en) | Display apparatus and method of manufacturing the same | |
KR20100099619A (en) | Method for manufacturing organic light emitting display | |
TW201138178A (en) | Electrical device and method for manufacturing the same | |
JP2008181828A (en) | Organic el element, and its manufacturing method | |
RU2594958C2 (en) | Sealing of oled hardware and oled micro display built around silicon substrate with help of vitreous paste | |
KR100671645B1 (en) | Method of manufacturing organic light emitting display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180808 |