JP6666838B2

JP6666838B2 - ラミネート封着シート

Info

Publication number: JP6666838B2
Application number: JP2016519663A
Authority: JP
Inventors: アンエドワーズ，ヴィクトリア
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: EP3008022B1; WO2014201315A1; TW201504183A; JP2016521675A; US9902138B2; EP3008022A1; TWI642643B; US20160121583A1; CN105473519A; CN105473519B; KR20160020513A

Description

関連出願との相互参照

本出願は２０１３年６月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／８３５１２０号の米国特許法第１１９条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書の内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が参照として本明細書に含められる。

本明細書は全般にはラミネート封着シートに関し、さらに詳しくは、気密封止ガラスパッケージを形成するためのガラス−ガラス封着に用いられるラミネート封着シートに関する。

気密ガラス−ガラス封着は、ディスプレイ技術、半導体技術、照明技術及び太陽電池技術のような、多くの工業分野で用いられ得る。歴史的に、いくつかの気密ガラス−ガラス封着プロセスは、得られる封止製品に損傷を生じさせ得る高温を封着プロセス中に用いていた。例えば、有機発光デバイス／ダイオード（ＯＬＥＤ）の封入において、活性有機層に過剰な熱を伝達する封着プロセスは活性有機層を損傷させ得る。さらに、ＯＬＥＤは、ＯＬＥＤ構造の有機材料及び電気コンポーネントに有害であり得る、水蒸気または酸素への、あるいは両者への、曝露による環境劣化を被り易い。

過剰な熱伝達及び環境汚染物を最小限に抑えるため、レーザ−フリット封着、直接レーザガラス封着及び薄膜低融点ガラス封着が用いられている。レーザ−フリット封着は、レーザ印加前にガラス板に、フリット線のパターンを形成しなければならないか、あるいはフリット層を施さなければならないことから、コストを高め得る。直接ガラス封着には、封着シートの光透過が劣り、特殊な（高価な）レーザ吸収ガラスの作製コストが高いという欠点が問題になり得る。薄膜低融点ガラス封着は、ガラスキャリア外表面に施されている、厚さが一般に約０.５μｍから約２.０μｍの薄膜封着層を必要とする。したがって、薄膜材料はフュージョンプロセスで形成できず、ガラスキャリア上へのスパッタコーティングによって与えられ、スパッタは本質的に低速プロセスであり、大きな真空装置が必要になり得るから、ガラス上に材料をスパッタコーティングするためのコストが付加され得る。さらに、薄膜封着は、かき傷または離層のような、損傷を受け得る。ガラス−ガラス封着はポリマー材料または充填ポリマー材料を用いてもなされ得るが、そのような封着ではある種の用途に必要な程度の気密性を得ることはできない。ガラス封着は陽極ボンディングによって形成することもできるが、これには、ガラス上に電子回路が既にパターン形成されている用途には適していないであろう、高電圧が必要になり得る。

ガラス−ガラス封着のための別の手法が本明細書に開示される。

実施形態において、ガラス封着シートが開示される。ガラス封着シートは、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された第１のクラッド層及び／またはガラスコア層の第２の面に接合された第２のクラッド層を含み、第１のクラッド層は第１の熱膨張係数を有し、照射光波長範囲の少なくとも一部にわたる放射を吸収するガラス組成を有する。実施形態において、第２のクラッド層は、第１のクラッド層のガラス組成とは異なる組成を有し、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数の間の差は約０×１０^−７/℃から約１０×１０^−７/℃の範囲にある。

実施形態において、ガラスパッケージが開示される。ガラスパッケージはガラス封着シートと、ガラス封着シートに封着されたガラス基板とを有する。実施形態において、ガラス封着シートは、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された第１のクラッド層及び／またはガラスコア層の第２の面に接合された第２のクラッド層を含むことができ、第１のクラッド層は第１の熱膨張係数を有し、照射光波長範囲の少なくとも一部にわたる放射を吸収するガラス組成を有する。実施形態において、第２のクラッド層は、第１のクラッド層のガラス組成とは異なる組成を有し、第２の熱膨張係数を有し、第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数の間の差は約０×１０^−７/℃から約１０×１０^−７/℃の範囲にある。

実施形態において、ガラス封着シートの製造方法が開示される。方法は、コアガラス組成を溶融して溶融コアガラス組成を形成する工程、放射吸収成分を含む第１クラッドガラス組成を溶融して溶融第１クラッドガラス組成を形成する工程、第２クラッドガラス組成を溶融して溶融第２クラッドガラス組成を形成する工程、溶融コアガラス組成、溶融第１クラッドガラス組成及び溶融第２クラッドガラス組成を、それぞれが合流して複合流を形成するように、流す工程、及び複合流を延伸して、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された、第１の熱膨張係数を有する、第１のクラッド層、及びガラスコア層の第２の面に接合された、第２の熱膨張係数を有する、第２のクラッド層を含み、第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数の間の差が約０×１０^−７/℃から約１０×１０^−７/℃の範囲にある、ガラス封着シートにする工程を含む。

実施形態において、ガラスパッケージの製造方法が開示される。方法は、ガラス封着シートをガラス基板と接触させて配置する工程を含み、ガラス封着シートは、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された第１のクラッド層及び／またはガラスコア層の第２の面に接合された第２のクラッド層を含み、第１のクラッド層は、第１の熱膨張係数を有し、かつ照射光波長範囲の少なくとも一部にわたる放射を吸収するガラス組成を有する。実施形態において、第２のクラッド層は第２の熱膨張係数を有し、第１のクラッド層のガラス組成とは異なる組成で形成され、第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数の間の差は約０×１０^−７/℃から約１０×１０^−７/℃の範囲にある。実施形態において、方法は、封止されたガラスパッケージを形成するため、第１のクラッド層に沿うあらかじめ定められた封止領域をレーザで照射する工程を含む。

実施形態において、ガラス封着シートの製造方法が開示される。方法は、コアガラス組成を溶融して溶融コアガラス組成を形成する工程、放射吸収成分を含む第１クラッドガラス組成を溶融して溶融第１クラッドガラス組成を形成する工程、第２クラッドポリマー組成を溶融して溶融第２クラッドポリマー組成を形成する工程、溶融コアガラス組成、溶融第１クラッドガラス組成及び溶融第２クラッドポリマー組成を、それぞれが合流して複合流を形成するように、流す工程、及び複合流を延伸して、第１の面及び第２の面を有し、かつコア熱膨張係数を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された、第１の熱膨張係数を有する第１のクラッド層、及びガラスコア層の第２の面に接合された第２のクラッド層を含み、第１の熱膨張係数とコア熱膨張係数の間の差が約０×１０^−７/℃から約１０×１０^−７/℃の範囲にある、ガラス封着シートにする工程を含む。

実施形態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、あるいは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を、また添付図面も、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。

上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも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を理解する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。

実施形態における、一例のガラス封着シートの簡略図実施形態における、一例のガラス封着シート製造方法の概略図実施形態における、一例のガラス封着シート製造方法の概略図実施形態における、一例のガラスパッケージ製造方法の概略図

それらの例が添付図面に示される、ガラス封着シート、ガラス封着シートを製造するための方法、ガラスパッケージ、及びガラスパッケージを製造するための方法の実施形態をここで詳細に参照する。本明細書においては、ＯＬＥＤを封入するためのガラス封着シート、及びガラス封着シートとＯＬＥＤとを含むガラスパッケージが、かなり詳細に述べられる。しかし、ここでの説明は本明細書に開示される実施形態の例示実施形態に過ぎないことに注意されたい。実施形態は、上で論じたと同様の問題がおこり易い他の技術にも適用可能である。例えば、電子デバイス並びに構造、及び光デバイス並びに構造を封入するための実施形態は、明らかに本実施形態の範囲内にある。これらには、限定ではなしに、集積回路及び半導体構造が含まれ得る。さらに、例示実施形態は、ＯＬＥＤ以外の、電界放出ディスプレイ、プラズマディスプレイ、無機電界発光（ＥＬ）ディスプレイ及び、デリケートなフィルムが環境から保護されなければならない、その他の光デバイスを含む、別のタイプの光デバイスにも適用可能である。可能な限り、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。

語句「実質的に含んでいない」は、ガラス組成内の特定の成分の不存を説明するために用いられる場合、その成分が０.１モル％より少ない極微量の汚染物としてガラス組成に存在していることを意味する。

本明細書の実施形態において、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層及び、ガラスコア層の第１の面に融着された、第１のクラッド層を含む、ガラス封着シートが開示される。さらに、またはあるいは、ガラス封着シートはガラスコア層の第２の面に融着された第２のクラッド層を含む。本明細書の実施形態において、ガラス封着シートを製造する方法は、コアガラス組成を溶融して溶融コアガラス組成を形成する工程、放射吸収成分を含む第１クラッドガラス組成を溶融して溶融第１クラッドガラス組成を形成する工程、溶融コアガラス組成及び溶融第１クラッドガラス組成を、それぞれが合流して複合流を形成するように、流す工程、及び複合流を延伸してガラス封着シートにする工程を含む。さらに、またはあるいは、ガラス封着シートの製造方法は、第２クラッド組成を溶融して溶融第２クラッド組成を形成する工程、溶融コアガラス組成、溶融第１クラッドガラス組成及び溶融第２クラッド組成を、それぞれが合流して複合流を形成するように、流す工程、及び複合流を延伸してガラス封着シートにする工程を含む。

本明細書の実施形態において、ガラス封着シートと、気密封止が実質的につくられるように、ガラス封着シートに封着されたガラス基板とを含む、ガラスパッケージが開示される。本明細書の実施形態において、ガラスパッケージの製造方法は、ガラス封着シートをガラス基板と接触させて配置する工程及び、実質的に気密封止されたガラスパッケージを形成するため、ガラス封着シートに沿うあらかじめ定められた封止領域をレーザで照射する工程を含む。

図１を参照すれば、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層１０５、ガラスコア層１０５の第１の面に接合または融着された第１のクラッド層１１０、及びガラスコア層１０５の第２の面に接合または融着された第２のクラッド層１１５を含む、ガラス封着シート１００の一例の実施形態の略図が示されている。第１のクラッド層１１０とガラスコア層１０５の間及び／または第２のクラッド層１１５とガラスコア層１０５の間の界面は、例えば、接着剤、コーティング層、またはそれぞれのクラッド層をガラスコア層に接着させるように付加または構成されたいずれかの非ガラス材料のような接合材料を、何ら設けない態様とすることができる。すなわち、第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５は、ガラスコア層１０５に直接に融着されるか、またはガラスコア層１０５に直接に隣接する。いくつかの実施形態において、ガラス封着シートは、ガラスコア層と第１のクラッド層の間及び／またはガラスコア層と第２のクラッド層の間に配された、１つ以上の中間層を含む。例えば、中間層は、中間ガラス層、及び／または、ガラスコア層とクラッド層の界面に（例えば、ガラスコア層及びクラッド層の１つ以上の成分の拡散層内への拡散によって）形成された拡散層を含む。いくつかの実施形態において、ガラス封着シート１００は、直接に隣接するガラス層間の界面がガラス−ガラス界面である、ガラス−ガラスラミネート（例えば、その場で融着された多層ガラス−ガラスラミネート）を含む。

本明細書に説明されるガラスコア層１０５は、例えば、ソーダ石灰ガラス、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリ土類アルミノホウケイ酸ガラスまたはその他のラミネート形成可能なガラスを含む、ガラス組成で形成することができ、またはそのガラス組成を含むことができる。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５はアルカリ土類アルミノホウケイ酸ガラスとすることができる。ガラスコア層１０５は放射吸収成分を実質的に含まず、例えば、ガラス封着シート１００の加熱による封着を実施するために用いられる、レーザの発光波長において、またはレーザの発光波長範囲にわたって、放射を吸収しないように選ばれる。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５は少なくともある程度は透明である。

本明細書に説明されるガラスコア層１０５の寸法は、封止されたパッケージを作成するためのガラス封着シート１００に適する、いかなる寸法にもすることができる。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５は約１００μｍから約９００μｍの範囲にある厚さを有する。別の実施形態において、ガラスコア層１０５は約２００μｍから約７００μｍの範囲にある厚さを有する。別の実施形態において、ガラスコア層１０５は約２５０μｍから約５００μｍの範囲にある厚さを有する。

ここで説明されるガラスコア層１０５は、約０×１０^−７/℃〜約１００×１０^−７/℃のコア熱膨張係数（ＣＴＥ）を有することができる。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５は約２５×１０^−７/℃〜約８０×１０^−７/℃のコアＣＴＥを有することができる。別の実施形態において、ガラスコア層１０５は約５０×１０^−７/℃〜約８０×１０^−７/℃のコアＣＴＥを有することができる。

本明細書に説明される第１のクラッド層１１０は、例えば、放射吸収成分を含むガラス組成またはポリマー組成で形成することができ、あるいはこれらの組成を含むことができる。すなわち、第１のクラッド層１１０は照射光波長において、または照射光波長範囲の少なくとも一部にわたり、放射を吸収することができる。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含むガラス組成で形成される。第１のクラッド層１１０は第１の熱膨張係数を有する。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０は実質的に透明である。

本明細書に説明される第２のクラッド層１１５は、例えば、放射吸収成分を含むガラス組成またはポリマー組成で形成することができ、あるいはこれらの組成を含むことができる。すなわち、第２のクラッド層１１５は照射光波長において、または照射光波長範囲の少なくとも一部にわたり、放射を吸収することができる。あるいは、ここで説明される第２のクラッド層１１５は、例えば、放射吸収成分を実質的に含んでいない、ガラス組成またはポリマー組成で形成することができる。すなわち、第２のクラッド層１１５は照射光波長において、または照射光波長範囲の少なくとも一部にわたり、放射を吸収しないでいることができる。第２のクラッド層１１５は第２の熱膨張係数を有する。いくつかの実施形態において、第２のクラッド層１１５はガラス組成で形成される。いくつかの実施形態において、第２のクラッド層１１５は実質的に透明である。

第１のＣＴＥと第２のＣＴＥの間の差は、いくつかの実施形態において約０×１０^−７/℃〜約１０×１０^−７/℃の範囲とすることができ、あるいは別の実施形態において約０×１０^−７/℃〜約５×１０^−７/℃の範囲とすることができる。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５は異なる組成で形成され、約０×１０^−７/℃〜約１０×１０^−７/℃の範囲にあるＣＴＥ差を有する。クラッド層間のＣＴＥ差を小さくするかまたは無くせば、熱膨張係数が整合されていないガラスにおこり得る、圧縮力の非対称性による反りを防止することができる。

ガラスコア層１０５のコアＣＴＥは、第１のＣＴＥ及び／または第２のＣＴＥより約０×１０^−７/℃〜約５０×１０^−７/℃大きい範囲にあることができる。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５のコアＣＴＥは、第１のＣＴＥ及び第２のＣＴＥより約２５×１０^−７/℃〜約５０×１０^−７/℃大きい範囲にあることができる。コアＣＴＥと第１及び第２のＣＴＥとの間の差の結果、イオン交換強化または熱強化されなくとも、第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５に圧縮応力がかかり、したがってガラス封着シート１００に耐損傷性が付与され得る。ガラス封着シート１００は約２０ＭＰａより大きい圧縮応力を有し得る。例えば、ガラス封着シート１００は、いくつかの実施形態においては約２５ＭＰａから約４００ＭＰａ、別の実施形態においては約２５ＭＰａから約２５０ＭＰａ、また別の実施形態においては約７５ＭＰａから約２００ＭＰａの範囲にある圧縮応力を有することができる。ガラスコア層１０５のコアＣＴＥと第１のＣＴＥ及び第２のＣＴＥとの間に差がほとんどまたは全く無いこともあり得る。いくつかの実施形態において、ガラスコア層１０５のコアＣＴＥと第１のＣＴＥ及び第２のＣＴＥとの間の差は、約０×１０^−７/℃〜約１０×１０^−７/℃の範囲にあり得る。

第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５の形成に用いられ得る、適するガラス組成には、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、アルカリ土類アルミノホウケイ酸ガラス、リン酸ガラスまたはその他の適するラミネート形成可能なガラスが含まれ得るが、これらには限定されない。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０はアルミノホウケイ酸ガラスとすることができる。別の実施形態において、第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５はいずれもアルミノホウケイ酸ガラスとすることができる。

ガラス封着シート１００の形成に低い処理温度が用いられる場合に、及び低複屈折性が望ましい場合に、ポリマー組成を用いることができる。第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５の形成に用いられ得る、適するポリマー組成には、耐損傷性ポリマー、例えば、アクリレート、ポリカーボネート、スチレンまたは、耐損傷性を与える、適するその他のポリマーが含まれ得るが、これらには限定されない。

第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５には、既知のドーピング手法を用いて１つ以上の放射吸収成分をドープすることができる。第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５に用いられ得る、適する放射吸収成分の例には、遷移金属または希土類元素が含まれ得るが、これらには限定されない。遷移金属の例には、鉄、鉛、銅、亜鉛、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム及び／またはモリブデンが含まれ得る。希土類元素の例には、例えば、ネオジム及び／またはセリウムが含まれ得る。いくつかの実施形態において、放射吸収成分は、鉄、銅、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、ネオジム、セリウム、モリブデン及びこれらの組合せからなる群から選ばれる、少なくとも１つの遷移金属または希土類元素を含む。別の実施形態において、放射吸収成分はセリウムを含む。これらの放射吸収成分が例示に過ぎず、気密封止を与えるために他の放射吸収成分が考えられることを強調しておく。上述したように、放射源はレーザとすることができる。説明の目的のため、セリウム含有ガラスは３５５ｎｍにおいて強い吸収を有することができ、パルス３５５ｎｍレーザを用いて封止を達成することができる。

放射吸収成分は、ある波長において、またはある波長範囲にわたって、第１のクラッド層１１０の溶融が起こるように選ばれる。この目的のため、照射光波長において、または照射光波長範囲にわたって、放射エネルギーの少なくとも約３０％を吸収する放射吸収成分を選ぶことが有用である。いくつかの実施形態において、放射吸収成分は、照射光波長において、または照射光波長範囲にわたって、放射エネルギーの少なくとも約６５％を吸収する。さらに、放射エネルギーの約２５％よりも少ない吸収では、封止に適切に作用するには不十分であり、封入されるべきシート上の電極に用いられる導電材料のような他のコンポーネントを劣化させ得ることに注意されたい。さらに、様々な波長または波長帯の電磁波を用いることができる。そのような電磁波には、マイクロ波、ミリメートル波及び紫外光及び／または赤外光を含めることができるが、これらには限定されない。

第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５の組成内に存在する放射吸収成分の量は可変であり、効果的に溶融してガラス−ガラス封着を与えるに十分な放射を吸収するに十分な量で存在するべきである。いくつかの実施形態において、放射吸収成分は組成内に、約０.１モル％から約１０モル％、約０.２５モル％から約７.５モル％、または約０.５０モル％から約５モル％で存在する。

いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０及び／または第２のクラッド層１１５のガラス組成は、
約５０モル％から約７５モル％のＳｉＯ_２、
約１モル％から約２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３、
約８モル％から約３０モル％のＢ_２Ｏ_３、
約０モル％から約６モル％のＮａ_２Ｏ、
約０モル％から約２モル％のＬｉ_２Ｏ、
約０モル％から約３モル％のＫ_２Ｏ、
約０.５モル％から約５モル％の放射吸収成分、及び
約０モル％から約５モル％のＴｉＯ_２、
を含むことができる。

ガラス組成の例を（ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、等のような）様々な構成成分に対する特定の組成範囲を参照して上で説明したが、それぞれの構成成分のそれぞれの組成範囲が、所望の特性を有するガラスを作製するために、その構成成分について１つ以上のさらに狭い組成範囲を含み得ることは当然である。

第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５は組成を同じとするかまたは異ならせることができる。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５は異なる組成で形成され、約０×１０^−７/℃〜約１０×１０^−７/℃の範囲にあるＣＴＥ差を有する。例えば、いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含む第１のガラス組成を有することができ、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を実質的に含んでいない第２のガラス組成を有することができる。別の実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含む第１のガラス組成を有することができ、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を含んでいないポリマー組成を有することができる。また別の実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含む第１のガラス組成を有することができ、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を含む第２のガラス組成を有することができる。さらに別の実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含む第１のガラス組成を有することができ、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を含むポリマー組成を有することができる。さらにまた別の実施形態において、第１のクラッド層１１０は放射吸収成分を含む第１のガラス組成を有することができ、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を実質的に含んでいない第１のガラス組成を有することができる。当業者には、第１のクラッド層と第２のクラッド層の別の組合せが本開示において用いられ得ることが明らかなはずである。例えば、第１のクラッド層１１０及び第２のクラッド層１１５はいずれも放射吸収成分を含むポリマー組成を有することができ、いくつかの場合、第２のクラッド層１１５は放射吸収成分を実質的に含まないでいることができる。

本明細書に説明される第１のクラッド層１１０の寸法は、作製されているガラス封着シート１００に適するいかなる寸法にもすることができる。いくつかの実施形態において、第１のクラッド層１１０は約２０μｍから約２００μｍの範囲にある厚さを有する。別の実施形態において、第１のクラッド層１１０は約３０μｍから約１５０μｍの範囲にある厚さを有する。同様に、ここで説明される第２のクラッド層１１５は、作製されているガラス封着シート１００に適するいかなる寸法にもすることができる。いくつかの実施形態において、第２のクラッド層１１５は約２０μｍから約２００μｍの範囲にある厚さを有する。別の実施形態において、第２のクラッド層１１５は約３０μｍから約１５０μｍの範囲にある厚さを有する。ガラス封着シート１００の総厚は約１ｍｍより薄くすることができる。

ガラス封着シート１００は、例えば、フュージョンプロセスで形成することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に説明されるガラス封着シート１００は、米国特許第４２１４８８６号明細書に説明されるプロセスのような、フュージョンラミネート形成プロセスによって形成することができる。上記明細書は本明細書に参照として含められる。ガラス封着シート１００は、例えば、スロットドローラミネート形成プロセスによって形成することもできる。

ガラス封着シートを作製する方法の一例においては、コアガラス組成が溶融コアガラス組成を形成するためにコア溶融槽内で溶融され、放射吸収成分を含む第１クラッドガラス組成が溶融第１クラッドガラス組成を形成するために第１の溶融槽内で溶融され、第２クラッドガラス組成が溶融第２クラッドガラス組成を形成するために第２の溶融槽内で溶融される。溶融ガラス組成は、それぞれが合流して複合流を形成するように溶融コアガラス組成、溶融第１クラッドガラス組成及び溶融第２クラッドガラス組成が流れる、成形装置に送られる。溶融ガラス流は融合して単一のガラス複合流になる。ガラス複合流は延伸されて所望の最終厚を有するガラス封着シートにされる。

図２を参照すれば、フュージョンラミネート形成プロセス２００の一例が示されている。ガラスコア層２０５を形成するコアガラス組成、第１のクラッド層２１０を形成する第１クラッドガラス組成及び第２のクラッド層２１５を形成する第２クラッドガラス組成が個々に溶解され、適切な配送システムを通してそれぞれに対応する溢流分配槽２２５、２３０、２３５に送られる。溢流分配槽２３０、２３５は、第１のクラッド層２１０及び第２のクラッド層２１５の形成における２つの異なるガラス組成の使用を可能にする、中央壁を有する。溢流分配槽２３０、２３５は、溢流分配槽２３０、２３５からのガラスが溢流分配槽２３０、２３５の上端領域をこえて流れ出し、側面を流下して、そのような上端領域の下方で溢流分配槽２３０、２３５の両側面上に適切な厚さの一様な流層を形成するように、溢流分配槽２２５の上方に取り付けられる。いずれかの与えられた溢流分配槽（及び付帯する成形部材）の２つの側面上の相対ガラス流量を、成形部材を傾けることによるように、調節することで、あるいはこれらの組合せによって、非対称層厚を達成することができる。

溢流分配槽２２５にはくさび形成形部材２４０が付帯している。成形部材２４０は、溢流分配槽２２５の側面とそれぞれの上端で通じ、延伸線上の収斂底端において終端する、収斂側壁領域を有する。溢流分配槽２２５を溢流する溶融コアガラスは、分配槽壁に沿って下方に流れて、成形部材２４０の合流外表面に隣接する初期ガラス流層を形成し、一方、上方からの溢流分配槽２３０、２３５から溢れ出している溶融第１クラッドガラス及び溶融第２クラッドガラスは、分配槽壁上を上方から下方に流れて、ガラスコア層２０５の外表面部分を覆って流れ、よって、融合してガラス複合流２２０を形成する。成形部材２４０のそれぞれの収斂側壁からのコアガラスの２つの個別層は合流し、融合して、第１のクラッド層２１０と第２のクラッド層２１５の間に配置された、ガラスコア層２０５を形成する。寸法制御及び得られる清純なガラス表面状態により、フュージョンプロセス、すなわち溢流プロセスは、ガラス封着シートを作成するための申し分のない方法になり得る。

ガラス封着シートの製造方法の別の例においては、コアガラス組成が溶融コアガラス組成を形成するためにコア溶融槽内で溶融され、放射吸収成分を含む第１クラッドガラス組成が溶融第１クラッドガラス組成を形成するために第１の溶融槽内で溶融され、第２クラッドポリマー組成が溶融第２クラッドポリマー組成を形成するために第２の溶融槽内で溶融される。溶融コアガラス組成及び溶融第１クラッドガラス組成が、それぞれ合流して単一のガラス複合流を形成するように流れ、さらにそのガラス複合流及び溶融第２クラッドポリマー層が、それぞれ合流して複合流を形成するように流れるよう、溶融ガラス組成は成形装置に送られる。溶融ガラス流は融合して単一のガラス複合流になる。複合流は延伸されて所望の最終厚を有するガラス封着シートになる。

図３を参照すれば、フュージョンラミネート形成プロセス３００の一例が示されている。ガラスコア層３０５を形成するコアガラス組成、第１のクラッド層３１０を形成する第１クラッドガラス組成及び第２のクラッド層３１５を形成する第２クラッドポリマー組成が個々に溶解され、適切な配送システムを通してそれぞれに対応する溢流分配槽３２５、３３０、３３５に送られる。単側溢流分配槽３３０，３３５により、第１のクラッド層３１０及び第２のクラッド層３１５の形成における２つの異なる組成の使用が可能になる。この例のフュージョンラミネート形成プロセスは、第１のクラッド層及び第２のクラッド層のそれぞれへのガラス組成及びポリマー組成の使用を開示するが、このプロセスが、例えば、２つの異なるガラス組成が用いられる場合にも使用され得ることは当然である。

単側溢流分配槽３３０，３３５は溢流分配槽３２５の下方の異なる高さに配置される。溢流分配槽３３０，３３５からの組成は溢流分配槽３３０，３３５の上端領域をこえて流れ出し、側面を流下して、ガラスコア層３０５の流れと合流するであろう適切な厚さの一様流層を形成する。第１クラッドガラス組成はガラスコア層３０５の第１の面を被覆して第１のクラッド層３１０を形成し、第２のクラッドポリマー組成はガラスコア層３０５の第２の面を被覆して第２のクラッド層３１５を形成する。いずれかの与えられた溢流分配槽の側面上の相対組成流量を調節することで、非対称層厚を達成することができる。

双側溢流分配槽３２５にはくさび形成形部材３４０が付帯している。成形部材３４０は、それぞれの上端において溢流分配槽３２５の側壁と通じ、延伸線上の収斂底端において終端する、収斂側壁領域を有する。溢流分配槽３２５から溢れ出す溶融コアガラスは分配槽壁に沿って下方に流れ、成形部材３４０の収斂外表面に隣接する初期ガラス流層を形成する。成形部材３４０のそれぞれの合流側壁からのコアガラスの２つの個別層は合流し、融合して、第１のクラッド層３１０と第２のクラッド層３１５の間に配置された、ガラスコア層３０５を形成する。溶融第１クラッド組成は溢流分配槽３３０から溢れ出し、分配槽壁を覆って下方に流れて、ガラスコア層３０５の第１の外表面領域を流れ、よって融合してガラス複合流を形成する。溶融第２クラッド組成は溢流分配槽３３５から溢れ出し、分配槽壁を覆って下方に流れて、ガラスコア層３０５の第２の外表面領域を覆って流れ、第１のクラッド層３１０、第２のクラッド層３１５及びガラスコア層３０５を含む、複合流３２０を形成する。寸法制御及び得られる清純なガラス表面状態により、フュージョンプロセス、すなわち溢流プロセスは、ガラス封着シートを作成するための申し分のない方法になり得る。上述した全ての被覆方法に対し、ガラスコア層３０５のシート様流は、流動可能形態または溶融形態にあるときは非常に反応性が高く、第１のクラッド層３１０及び第２のクラッド層３１５のガラスコア層３０５の表面との強い接合の形成が可能になる。

ガラス封着シートはガラス組成から切り出して、別の処理のために移動させることができる。ガラス封着シートは、第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、ガラスコア層の第１の面に接合された第１のクラッド層、及びガラスコア層の第２の面に接合された第２のクラッド層を含む。

図４を参照すれば、ガラス封着シート１００の第１のクラッド層１１０をガラス基板４０５と接触させて配置する工程を含む、ガラスパッケージの製造方法４００が示されている。ガラス封着シート１００の第１のクラッド層１１０に沿うあらかじめ定められた封止領域を照射して第１のクラッド層１１０を溶融させるために、レーザ４１０が用いられる。第１のクラッド層１１０は、封着領域に沿ってガラス基板４０５と気密封止されたガラスパッケージを形成し、これにより、ガラス封着シート１００をガラス基板４０５に結合させる。ガラスパッケージは、ガラス封着シート１００と、実質的に気密封止がつくられるようにガラス封着シート１００に封着された、ガラス基板４０５とを含む。

いくつかの実施形態において、ガラス基板４０５は少なくともある程度は透明である。しかし、これは必須ではない。ガラス基板４０５の材料は用途主導である。例えば、ガラス基板４０５はホウケイ酸ガラス材料を含むことができる。いくつかの実施形態において、ガラス基板４０５は透明ガラス板とすることができる。コーニング社(Corning Incorporated)から製造販売されている製品番号２９１６のガラスまたはＥａｇｌｅＸＧ（商標）のようなガラスと同様のガラス板を用いることができる。旭硝子(株)、ＳｃｈｏｔｔＡＧ社、日本電気硝子(株)、ＮＨＴｅｃｈｎｏ社及びＳａｍｕｓｕｎｇＣｏｒｎｉｎｇＰｒｅｃｉｓｉｏｎＧｌａｓｓＣｏ.社のような会社で製造販売されている他のガラス板（例えば、旭硝子(株)のＯＡ１０ガラス及びＯＡ２１ガラス）も用いられ得る。

ガラス基板４０５に選ばれる材料は、ガラス封着シート１００の加熱によって封着を実施するために用いられる、レーザの発光波長においてまたはレーザの発光波長範囲にわたって、放射を実質的に吸収しないことが有益であり得る。いくつかの実施形態において、ガラス基板４０５は放射吸収成分を実質的に含まないでいることができる。別の実施形態において、ガラス基板４０５は、ガラス封着シートをガラス基板に封着するために用いられるレーザ源から放射される電磁波に対して基本的に透明である、波長または波長範囲を有する放射吸収成分を含むことができる。

ガラス基板４０５はその上に被着されたＯＬＥＤ及び／またはその他の回路を有することができる。もちろん、本明細書に開示される実施形態例の方法及び製品は、説明される用途とは別の用途に用いることができる。例えば、実施形態例の方法及び製品は、実質的に不活性な材料(例えばガラス)のプレート間のチャネルが反応生成物を形成する化学物質を導入するために用いられ得る、マイクロリアクター用途に用いることができる。さらに、例示実施形態の方法及び製品は、半導体薄膜デバイスのような、気密性が必要とされる広範な薄膜デバイスを封入するために用いることができる。

本明細書に説明される実施形態においては、レーザ４１０が電磁波を供給する。しかし、これは必須ではない。封止を遂行するために用いられる電磁波の波長または波長範囲は、ガラス基板４０５上に温度感受性材料が配されている場合はとくに、封着シートのガラスコア層１０５またはガラス基板４０５によって実質的に吸収されない(したがって、加熱しない)ように選ばれる。

ガラス封着シート１００はあらかじめ定められた封止領域に沿って第１のクラッド層１１０の一部を加熱する態様で照射される。レーザ４１０は、第１のクラッド層１１０のあらかじめ定められた封着領域に集束されるように、第２のクラッド層１１５及びガラスコア層１０５を通してレーザビームを放射する。封着領域は加熱されるにしたがって溶融して、封着領域に沿ってガラス基板４０５に連結及び接合する気密封止を形成する。封着領域はガラス基板４０５の縁端に沿って配置することができる。デバイスの封着領域を最大化するため、他の封着領域構成／形状を用いることができる。例えば、封着領域はガラス基板４０５の形状と同じ形状を有していないこともあり得る。

ここで説明されるガラス封着シートは、例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ及び量子ドットディスプレイ、コンピュータモニタ、サウンドバー、及び自動金銭出納機（ＡＴＭ）を含む、民生及び商用電子デバイスにおけるカバーガラスまたはガラスバックプレーン用途のため、タッチスクリーンまたはタッチセンサ用途のため、例えば、携帯電話、パーソナルメディアプレイヤー、及びタブレットコンピュータを含む、携帯型電子デバイスのため、例えば半導体ウエアを含む、集積回路用途のため、太陽電池用途のため、建築用ガラスのため、例えば、窓、照明、計器及びヘルメットバイザーを含む、自動車及び乗物用のガラス用途のため、民生用または商用電気器具用途のため、照明または看板（例えば、静的または動的な看板）用途のため、例えば、鉄道及び航空用途を含む、輸送用途のため、または抗菌用途のため、を例えば含む、様々な用途のために用いることができる。

本明細書に説明されるガラス封着シートは様々な製品に組み入れることができる。いくつかの実施形態においては、例えば、ＬＣＤ、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ及び量子ドットディスプレイのような電子デバイス（例えば民生または商用電子デバイス）が、カバーガラスとして、またはガラスバックプレーンとして配置され得る、一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、例えば半導体ウエハのような集積回路が、一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、照明デバイス（例えば、ＬＥＤまたはＯＬＥＤ）が一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、太陽電池が一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、建築用パネルが一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、例えば、グレージングまたは窓、照明、または計器のような、乗物用部材またはコンポーネントが、一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、ヘルメットバイザーが一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、電気器具（例えば家庭用または商用電気器具）が一枚以上のガラス封着シートを含む。いくつかの実施形態においては、照明または看板が一枚以上のガラス封着シートを含む。

本明細書に説明される実施形態には、特許請求される主題の範囲を逸脱することなく、様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に説明される様々な実施形態の改変及び変形は、添付される請求項またはそれらの均等形態の範囲内に入る限りにおいて、本明細書によりカバーされているものとする。

１００ガラス封着シート
１０５，２０５，３０５ガラスコア層
１１０，２１０，３１０第１のクラッド層
１１５，２１５，３１５第２のクラッド層
２００，３００フュージョンラミネート形成プロセス
２２０ガラス複合流
３２０複合流
２２５，２３０，２３５，３２５，３３０，３３５溢流分配槽
２４０，３４０くさび形成形部材
４００ガラスパッケージ製造方法
４０５ガラス基板
４１０レーザ

Claims

気密封止ガラスパッケージを形成するための電磁波照射によるガラス−ガラス封着に用いられるガラス封着シートにおいて、
第１の面及び第２の面を有するガラスコア層、
前記ガラスコア層の前記第１の面に接合された第１のクラッド層、及び
前記ガラスコア層の前記第２の面に接合された第２のクラッド層、
を含み、
前記第１のクラッド層が、第１の熱膨張係数を有し、鉄、銅、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、ネオジム及びセリウムからなる群から選ばれる放射吸収成分を含むガラス組成で形成されており、
前記第２のクラッド層がポリマー組成で形成されかつ第２の熱膨張係数を有し、
前記第１の熱膨張係数と前記第２の熱膨張係数の間の差が、０×１０ ^−７ /℃から１０×１０ ^−７ /℃の範囲にある、
ことを特徴とするガラス封着シート。
前記ガラスコア層が、前記第１の熱膨張係数より０×１０^−７/℃から５０×１０^−７/℃大きい、コア熱膨張係数を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス封着シート。
前記第１のクラッド層の前記ガラス組成が、
５０モル％から７５モル％のＳｉＯ_２、
１モル％から２０モル％のＡｌ_２Ｏ_３、
８モル％から３０モル％のＢ_２Ｏ_３、
０モル％から６モル％のＮａ_２Ｏ、
０モル％から２モル％のＬｉ_２Ｏ、
０モル％から３モル％のＫ_２Ｏ、
０.５モル％から５モル％の放射吸収成分、及び
０モル％から５モル％のＴｉＯ_２、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のガラス封着シート。
前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド層が３０μｍから１５０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のガラス封着シート。
前記第２のクラッド層の前記ポリマー組成が、鉄、銅、バナジウム、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、ネオジム及びセリウムからなる群から選ばれる放射吸収成分を含むことを特徴とする請求項１に記載のガラス封着シート。
前記ガラス封着シートが１ｍｍより薄い総厚を有することを特徴とする請求項１から５いずれか1項に記載のガラス封着シート。
前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド層が、２０ＭＰａから２５０ＭＰａの圧縮応力を有することを特徴とする請求項１から６いずれか1項に記載のガラス封着シート。