CN105633296A - 一种用于oled显示器的玻璃料密封装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，包括基板和封装盖板，所述基板与所述封装盖板通过玻璃料密封框密封连接，所述封装盖板与所述基板形成的密闭空间内容纳OLED器件，所述玻璃料密封框与所述封装盖板之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述玻璃料密封框相接触的一面具有凹凸结构。该密封装置极大的提高了玻璃料与玻璃基板的接合强度，增强了抗横向冲击力，有效防止出现裂缝、剥离等现象，从而实现较高的密封可靠性和机械可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光器件的密封领域，具体是一种有机电致发光器件玻璃料密封装置，本发明还涉及该用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法。
背景技术
作为新一代的显示器件，有机发光显示器即OLED器件有着传统显示器不可比拟的优势，如自发光、不需要背光源、可实现超薄显示和柔性显示、驱动电压低、省电、反应速度快等等。但是OLED器件对氧气和湿气非常敏感，受到氧气和湿气侵袭会性能劣化最终失效。因此封装工艺对OLED器件寿命的影响很大。目前采用的玻璃料封装方法封装OLED器件被广泛使用。现有的玻璃料封装方法如图1所示，在封装盖板302的周缘设置玻璃料密封框303，玻璃料密封框303贴合封装盖板302和OLED基板301，其中玻璃料密封框303与封装盖板302直接接触，与OLED基板301之间通常会有保护膜层305，例如SiOx、SiNx，激光固化玻璃料密封框303完成封装。OLED器件304密封在封装盖板302、OLED基板301和玻璃料密封框303形成的密闭空间内。这种结构的封装方法，由于通常采用的封装盖板302表面具有纳米级甚至更优的平滑表面，玻璃料密封框303的表面为微米级粒径，二者之间具有不匹配的接触面，有效接触面积低。激光熔封玻璃料密封框303后，其与封装盖板302之间的粘结力达不到预期效果，外力冲击力下会导致玻璃料与封装盖板303出现裂缝、剥离等现象，造成封装失效。
为了解决上述问题，现有技术中提出了一种封装方法，如图2所示，图中307为填充材料(seal材料)，303为玻璃料密封框。在cell切割(屏体切割)后，在玻璃料密封框303外周设置填充材料307并使其固化，增强玻璃料外侧横向粘着力，起到补强效果。但是玻璃料密封框303与封装盖板302之间的接触面积并没有得到改善，外力冲击力下玻璃料与封装盖板302仍然会出现裂缝、剥离等现象，最终造成封装失效。
CN102255056A公开了一种增强玻璃料密封OLED器件的密封性能的密封方法，其是在玻璃封装体第一玻璃基板边缘印刷沉积玻璃料前刻蚀一道或多道沟槽或腐蚀槽,然后在沟槽上印刷玻璃料,并采用激光封装方法将第一玻璃基板与第二玻璃基板键合。上述方案是在封装盖板玻璃料预定印刷区域表面刻蚀一道或多道沟槽或腐蚀槽，增大玻璃料与盖板玻璃的接触面积。其采用的刻蚀方法成本高，盖板玻璃强度降低，玻璃料的沉积工艺难以实现。
ZL201320093028公开了一种封装盖板与基板之间粘贴效果好的OLED显示器及其专用封装盖板。本实用新型的OLED显示器，包括基板、位于基板上的OLED器件以及该OLED器件的封装盖板，所述封装盖板上与基板进行粘贴的贴装面具有经表面粗糙度增大处理所形成的凹凸结构。由于在贴装面进行了表面粗糙度增大处理，因此增大了封装盖板与基板之间的粘贴面积，从而提高粘贴强度，有效改善了封装盖板与基板之间粘贴效果。该实用新型阐述的结构采用粘结剂粘合的方法及其形成的结构，为公知的一种传统封装技术，封装盖板开槽，槽内放置干燥剂。刻蚀形成凹凸图案的方法成本高，盖板玻璃强度降低；粘结剂一般为有机物，其水氧阻隔能力差，封装效果及寿命差；只能用于低端的底发射型OLED器件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有的玻璃料密封框与封装盖板之间出现裂缝、剥离等问题，从而提供一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，该密封装置极大的提高了玻璃料与玻璃基板的接合强度，增强了抗横向冲击力，有效防止出现裂缝、剥离等现象，从而实现较高的密封可靠性和机械可靠性。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，包括基板和封装盖板，所述基板与所述封装盖板通过玻璃料密封框密封连接，所述封装盖板与所述基板形成的密闭空间内容纳OLED器件，所述玻璃料密封框与所述封装盖板之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述玻璃料密封框相接触的一面具有凹凸结构。
所述缓冲层为SiOx、SiNx、AlOχ中的一种或其组合。
所述缓冲层具有多层凹凸结构，优选具有1-2层凹凸结构。
所述缓冲层的厚度h为0<h≤0.2um，宽度为300um-1000um。
所述玻璃料密封框与所述基板之间设有保护膜层。
一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，包括下述步骤：
S1：在封装盖板上沉积缓冲层，所述缓冲层远离所述封装盖板的一侧具有凹凸结构；
S2：在所述缓冲层具有凹凸结构的表面涂布玻璃料密封框图形层，经过预干燥、高温烧结固化获得所述玻璃料密封框；
S3：贴合基板与封装盖板，熔封所述封装盖板与基板之间的玻璃料封装框，完成对OLED器件的封装。
所述步骤S1为：远离所述封装盖板的一侧具有凹凸结构的缓冲层可通过气相沉积法制备。
作为另一种实施方式，所述步骤S1为，远离所述封装盖板的一侧具有凹凸结构的缓冲层可通过掩膜板控制形状的方法制备。
所述步骤S1为，采用耐高温材质的掩膜版来控制沉积材料的形状；所述掩膜版设有乳剂涂覆区域、掩膜版的SUS网线和开孔区域；
所述乳剂涂覆区域涂覆有乳剂以掩盖不需要沉积区域；
掩膜版的SUS网线的线径为15-30um，在其垂直投影方向的封装盖板302表面由于网线的阻挡作用可沉积较薄的缓冲材料；
开孔区域在气相沉积时缓冲材料的微小粒子透过其沉积在封装盖板302表面，在此对应位置沉积的膜层较厚，具有岛状或突起形状。
所述步骤S1为：在封装盖板沉积得到平坦膜面，再由曝光或蚀刻方法形成具有凹凸结构的缓冲层。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明提供的一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，在玻璃料密封框与所述封装盖板之间设置有缓冲层，所述缓冲层与所述玻璃料密封框相接触的一面具有凹凸结构，该凹凸结构可有效增大界面接触面积，且缓冲层采用的材料为SiOx、SiNx、AlOχ中的一种或其组合，其化学成分与玻璃料具有很好的相容性，可以大幅度提高玻璃料的粘合力。
(2)本发明提供的一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，采用的玻璃料密封框具有上下一致的熔封界面，在激光密封时，提高激光密封均匀性，增强其抗横向冲击力，从而实现密封可靠性和机械可靠性，防止出现裂缝、剥离等现象，有效提高OLED封装寿命。
(3)本发明采用玻璃料封装方法及其形成的结构，玻璃料既作为粘结剂又作为密封剂通过激光工艺熔接封装盖板与OLED基板，水、氧阻隔能力优于粘结剂3-4个数量级；气相沉积方式在封装盖板表面沉积具有与玻璃料成分相匹配的且具有凹凸表面的缓冲层，可极大提高玻璃料与基板的粘合强度；封装盖板无需开槽，也无需干燥剂。可用于顶/底发射型OLED器件，尤其更适合于高端的顶发射型OLED器件。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1为现有技术顶发光有机电致发光器件的示意图；
图2为现有技术顶发光有机电致发光器件的示意图；
图3A为在封装盖板302上的图形及局部放大图；
图3A1为封装盖板一种实施方式的结构示意图；
图3A2为封装盖板另一种实施方式的结构示意图；
图3A3为封装盖板再一种实施方式的结构示意图；
图3B1为玻璃料密封框与封装盖板结合的一种实施方式的结构示意图；
图3B2为玻璃料密封框与封装盖板结合的另一种实施方式结构示意图；
图3B3为玻璃料密封框与封装盖板结合固化后结构剖视图；
图3C为本发明的顶发光有机电致发光器件结构示意图。
图中附图标记表示为：
301-基板，302-封装盖板，303-玻璃料密封框，304-OLED器件，305-保护膜层，306-缓冲层，3061-SiNx膜层，3062-SiOx膜层，311-乳剂涂覆区域，312-SUS的网线，313-代表的白色空格区域是掩膜版开孔位置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
如图3C所示，本发明提供的一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，包括基板301和封装盖板302，所述基板301与所述封装盖板302通过玻璃料密封框303密封连接，所述封装盖板302与所述基板301形成的密闭空间内容纳OLED器件304，所述玻璃料密封框303与所述封装盖板302之间设置有缓冲层306，所述缓冲层306与所述玻璃料密封框303相接触的一面具有凹凸结构。
所述基板301：基板可以是公知的钠钙玻璃或碱土金属硼硅酸盐玻璃，厚度为0.3-0.7mm，优选厚度为0.4mm或0.5mm。
封装盖板302：封装盖板可以是公知的钠钙玻璃或碱土金属硼硅酸盐玻璃，厚度为0.3-0.7mm，优选厚度为0.4mm或0.5mm。
玻璃料密封框303：所使用的材料至少包含V2O5及P2O5、BaO、SiO2、B2O3、Al2O3、SnO、TeO2、MgO、CaO、ZnO、TiO2、WO3、Bi2O3、Fe2O3、CuO、Sb2O3、Ru2O、Rb2O、硼酸铅玻璃、磷酸锡玻璃、钒酸盐玻璃和硼硅酸盐中的任意一种或多种的组合，其高度为3um-30um，宽度300um-1000um；
所述缓冲层306为SiOx、SiNx、AlOχ中的一种或其组合，优选的化合物为SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一种，或它们任意一种的非化学计量比的化合物，所述缓冲层306具有多层凹凸结构，优选1-5层凹凸结构，进一步优选1-2层凹凸结构。所述缓冲层306的总厚度h为0<h≤0.2um，宽度为300um-1000um。所述玻璃料密封框303与所述基板301之间设有保护膜层305。
作为一种优选地实施方式，如图3A1所示，缓冲层306所使用的材料为Si3N4和SiO2(它们的非化学计量比的化合物)，缓冲层306为两层，其总厚度可控制在0.1um之间，宽度300um之间；3061是Si3N4膜层，3062是膜层SiO2层；当然也可以根据需要设置3061是SiO2膜层，3062是Si3N4膜层。
所述OLED器件304典型的结构包括一个阳极层，一个或多个有机层，一个阴极层，也可根据需要增设其它辅助层。
上述用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，包括下述步骤：
S1：在封装盖板302上沉积设定形状的缓冲层306(bufferlayer层)，可由气相沉积如PVD(物理气相沉积，Physicalvapordeposition)或CVD(化学气相沉积，ChemicalVaporDeposition)直接获得，所述缓冲层306远离所述封装盖板302的一侧具有凹凸结构，沉积在封装盖板302上的图形及局部放大图如图3A所示；
所述沉积缓冲层306(bufferlayer层)具体可以采用气相沉积法在远离所述封装盖板302的一侧具有凹凸结构的缓冲层306，采用耐高温材质(比如SUS+乳剂组合)的掩膜版来控制沉积材料的形状，掩膜版的形状如图3A2所示；图3A3是具有与玻璃料303匹配的可实现bufferlayer层特定形状控制的单个cell区域掩膜版放大图。所述掩膜版设有乳剂涂覆区域311、掩膜版的SUS网线312和开孔区域313；所述乳剂涂覆区域311涂覆有乳剂，例如重氮感光乳剂(重氮敏化剂)，以掩盖不需要沉积区域；掩膜版的SUS网线312的线径为15-30um，其垂直投影方向的封装盖板302表面由于网线的阻挡作用可沉积较薄的缓冲材料；白色空格区域代表的开孔区域313在气相沉积时缓冲材料的微小粒子透过其沉积在封装盖板302表面，在此对应位置沉积的膜层较厚，具有岛状或突起形状。通过掩膜版控制，即可在封装盖板302上沉积出具有凹凸起伏形状的bufferlayer层，表面放大剖视图如图3A所示。
所述沉积缓冲层也可以在封装盖板302沉积得到平坦膜面，再由曝光或蚀刻方法形成具有凹凸结构的缓冲层306。
S2：通过丝网印刷方式在封装盖板302的缓冲层306(bufferlayer层)具有凹凸结构的表面涂布玻璃料密封框303的图形层。玻璃料密封框303宽度可以根据需要设置比缓冲层306(bufferlayer层)宽度小，如图3B1所示；或者可以根据需要设置比缓冲层306(bufferlayer层)宽度大，不再图示说明；还可以根据需要设置与缓冲层306(bufferlayer层)具有相同的宽度，如图3B2所示。经过预干燥、高温烧结固化获得所述玻璃料密封框303，图3B3是固化后示意性剖视图：
S3：贴合OLED基板301与封装盖板302，用镭射源熔封所述封装盖板302与OLED基板301之间的玻璃料封装框303，完成对OLED器件的封装，防止OLED器件304受到水、氧气的损害，最终效果如图3C所示。
作为另一种实施方式，如图3A1所示，其步骤S1中缓冲层306的制备方法为：采用普通的PVD或CVD方法沉积SiOx和SiNx膜层，再由曝光、蚀刻方法形成设定形状，即具有凹凸起伏形状的缓冲层306(bufferlayer层)，如图3A1所示一种实施例，3061是SiO2膜层，3062是Si3N4膜层，还可以根据需要设置一种单层膜结构或他们的任意组合的多层膜结构。所采用的掩膜版的SUS网线312的线径为30um。
作为可选择的材料，所述玻璃料密封框303所用玻璃料还可以为BaO、SiO2、B2O3、Al2O3、SnO、TeO2、MgO、CaO、ZnO、TiO2、WO3、Fe2O3、CuO、Sb2O3、Ru2O、Rb2O、硼酸铅玻璃、磷酸锡玻璃、钒酸盐玻璃和硼硅酸盐中的至少任意二种或者多种的组合。其中玻璃料颗粒的尺寸在0.1um-10um范围内。上述玻璃材料能够同时满足封装温度、热膨胀系数、热稳定性和化学稳定性等多方面的要求。所述玻璃料密封框303的高度在3um-30um之间，宽度在300um-1000um之间。缓冲层306为SiOx、SiNx、AlOχ中的一种或其组合，优选的化合物为SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一种，或它们任意一种的非化学计量比的化合物，缓冲层306的厚度可控制在0-0.2um之间，宽度可控制在300um-1000um之间。
优选地，玻璃料密封框303所使用的材料包含SiO2、B2O3、Al2O3、MgO、ZnO、Bi2O3、Fe2O3、MnOCuO、R2O(R为Na或K)、，所述玻璃料粉末优选的摩尔百分比如表1所示：
表1
| 组分 | 摩尔％ |
| Bi2O3 | 30-60 |
| SiO2 | 0-10 |
| B2O3 | 0-10 |
| Al2O3 | 0-5 |
| MgO | 0-10 |
| ZnO | 0-20 |
| Fe2O3 | 0-5 |
| CuO | 0-5 |
| MnO | 0-5 |
| R2O(R为Na或K) | 0-5 |
作为另一种优选方式，玻璃料密封框303：所使用的材料包含V2O5、P2O5、B2O3、Al2O3、ZrO2、TeO2、ZnO、TiO2、WO3、BaO、R2O(R为Na或K)，所述玻璃料粉末优选的摩尔百分比如表2所示：
表2
| 组分 | 摩尔％ |
| V2O5 | 30-60 |
| P2O5 | 0-10 |
| B2O3 | 0-10 |
| Al2O3 | 0-5 |
| ZrO2 | 0-10 |
| TeO2 | 0-20 |
| ZnO | 0-20 |
| WO3 | 0-5 |
| BaO | 0-5 |
| TiO2 | 0-5 |
| R2O(R为Na或K) | 0-5 |
作为再一种优选方式，所述玻璃料密封框303所使用的材料包含V2O5、P2O5、B2O3、Al2O3、ZrO2、TeO2、ZnO、TiO2、WO3、BaO、CoO，所述玻璃料粉末优选的摩尔百分比如表3所示：
表3
| 组分 | 摩尔％ |
| V2O5 | 30-60 |
| P2O5 | 0-10 |
| B2O3 | 0-10 |
| Al2O3 | 0-5 |
| ZrO2 | 0-10 |
| TeO2 | 0-20 |
| ZnO | 0-20 |
| WO3 | 0-5 |
| BaO | 0-5 |
| CoO | 0-5 |
| TiO2 | 0-5 |
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置，包括基板(301)和封装盖板(302)，所述基板(301)与所述封装盖板(302)通过玻璃料密封框(303)密封连接，所述封装盖板(302)与所述基板(301)形成的密闭空间内容纳OLED器件(304)，其特征在于，所述玻璃料密封框(303)与所述封装盖板(302)之间设置有缓冲层(306)，所述缓冲层(306)与所述玻璃料密封框(303)相接触的一面具有凹凸结构。
2.根据权利要求1所述用于OLED显示器的玻璃料密封装置，其特征在于：所述缓冲层(306)为SiOx、SiNx、AlOχ中的一种或其组合。
3.根据权利要求1或2所述用于OLED显示器的玻璃料密封装置，其特征在于：所述缓冲层(306)具有多层凹凸结构。
4.根据权利要求3所述用于OLED显示器的玻璃料密封装置，其特征在于：所述缓冲层(306)具有1-2层凹凸结构。
5.根据权利要求3所述用于OLED显示器的玻璃料密封装置，其特征在于：所述缓冲层(306)的厚度h为0<h≤0.2um，宽度为300um-1000um。
6.根据权利要求1或2所述用于OLED显示器的玻璃料密封装置，其特征在于：所述玻璃料密封框(303)与所述基板(301)之间设有保护膜层(305)。
7.一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1：在封装盖板(302)上沉积缓冲层(306)，所述缓冲层(306)远离所述封装盖板(302)的一侧具有凹凸结构；
S2：在所述缓冲层(306)具有凹凸结构的表面涂布玻璃料密封框图形层，经过预干燥、高温烧结固化获得所述玻璃料密封框(303)；
S3：贴合基板(301)与封装盖板(302)，熔封所述封装盖板(302)与基板(301)之间的玻璃料封装框(303)，完成对OLED器件的封装。
8.根据权利要求7所述一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S1为：远离所述封装盖板(302)的一侧具有凹凸结构的缓冲层(306)可通过气相沉积法制备。
9.根据权利要求8所述一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S1为，远离所述封装盖板(302)的一侧具有凹凸结构的缓冲层(306)可通过掩膜板控制形状的方法制备。
10.根据权利要求9所述一种用于OLED显示器的玻璃料密封装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S1为：在封装盖板(302)沉积得到平坦膜面，再由曝光或蚀刻方法形成具有凹凸结构的缓冲层(306)。
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