CN101179113A - 发光显示器件的密封、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种包括第一基片和第二基片的玻璃封装，其中这两个基片在至少两个部位固定，至少一个固定处包括玻璃料，至少一个固定处包括聚合物粘合剂，其中，所述玻璃料包括玻璃部分，该玻璃部分包含基本组分和至少一种吸收组分。还揭示了一种对发光显示器件进行密封的方法，该方法包括提供发光层、第一基片和第二基片，其中玻璃料沉积在这些基片之间，并在基片之间或者在器件边缘周围沉积聚合物粘合剂，用辐射源使该玻璃料密封，并使所述聚合物粘合剂固化。

Description

发光显示器件的密封、方法和设备
技术领域
本发明涉及适合于保护对周围环境敏感的薄膜器件的气密式密封的玻璃封装。
背景技术
发光器件一直是近年来重要研究内容的主题。有机发光器件(OLED)特别令人感兴趣，因为它们在许多电致发光器件中都有应用和潜在应用。单个OLED可以例如用在分立的发光器件中，或者OLED阵列可以用在发光应用或平板显示器应用(比如OLED显示器)中。已知传统的OLED显示器是非常明亮的并且具有良好的色对比度和宽视角。然而，传统的OLED显示器，特别是位于其中的电极和有机层，很容易因从周围环境泄漏到OLED显示器中的氧气和湿气的作用而性能下降。众所周知，如果OLED显示器内的电极和有机层与周围环境气密式隔绝开，则OLED显示器的寿命可以显著增加。不幸的是，历来都很难开发出一种对发光显示器进行气密式密封的密封工艺。
下文简述了造成难以对发光显示器进行完全密封的一些因素：
气密式密封应该提供针对氧气和水的阻挡层。
气密式密封的宽度应该达到最小，这样它不对发光显示器的尺寸造成不利影响。
密封过程中所产生的温度应该足够低，从而不会对发光显示器内的材料，例如电极和有机层造成损坏。
密封过程中所释放的气体(如果有的话)应该与发光显示器内的材料相容。
气密式密封应该使电连接(例如薄膜铬)能够进入发光显示器中。
上述与常规密封和发光显示器的常规密封方法相关的问题和其它缺点都需要得到解决。本发明的气密式密封技术能够满足这些需求和其它需求。
发明内容
本发明涉及玻璃封装，更具体来说涉及用来密封玻璃封装(比如发光器件)的玻璃料和聚合物粘合剂组合物。
第一方面，本发明提供了玻璃封装，其包括：第一基片；第二基片；用来将第一基片和第二基片连接起来的玻璃料，以及进一步连接所述第一基片和第二基片的聚合物粘合剂，其中第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准(registration)；上述玻璃料包含：玻璃部分，该玻璃部分包括基本组分和至少一种吸收组分，基本组分包含约5-75摩尔％的SiO2、约10-40摩尔％的B2O3、0-约20摩尔％的Al2O3，而吸收组分包含从大于0摩尔％至约25摩尔％的CuO，或从大于0摩尔％至约7摩尔％的Fe2O3，从大于0摩尔％至约10摩尔％的V2O5，以及从大于0摩尔％至约5摩尔％的TiO2。
第二方面，本发明提供了玻璃封装，其包括：第一基片；第二基片；用来将第一基片和第二基片连接起来的玻璃料，以及进一步连接所述第一基片和第二基片的聚合物粘合剂，其中第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准；上述玻璃料由掺杂了至少一种过渡金属的玻璃制成，上述玻璃料不包括热膨胀系数匹配填料。
第三方面，本发明提供了一种密封发光显示器件的方法，包括：提供发光层、第一基片和第二基片，各基片具有内表面和外表面；围绕第一基片的内表面的周边沉积玻璃料组合物；在第一或第二基片中的至少一个基片的内表面上沉积聚合物粘合剂；连接第一基片和第二基片的内表面，使得发光层定位于第一和第二基片之间，还使得第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准；加热玻璃料组合物直到形成气密式密封；使聚合物粘合剂层固化；其中，所述加热和固化步骤可以以任意的顺序进行。
第四方面，本发明提供了一种密封发光显示器件的方法，包括：提供发光层、第一基片和第二基片，各基片具有内表面和外表面；围绕第一基片的内表面的周边沉积玻璃料组合物；连接第一基片和第二基片的内表面，使得第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准，还使得发光层定位于第一和第二基片之间，从而形成连接的第一和第二基片；围绕所述连接的第一和第二基片的周边沉积聚合物粘合剂；加热玻璃料组合物直到形成气密式密封；使聚合物粘合剂层固化；其中，所述加热和固化步骤可以以任意的顺序进行。
本发明的其它方面和优点部分将在详细描述、附图和权利要求书中得到阐明，并且部分可从详细描述中得出或者可以通过本发明的实施而获知。通过所附权利要求书特别指出的元素和组合，将认识到并获得下述的诸多优点。应该理解，上文的一般性描述和下文的详细描述都仅是示例性的和解释说明性的，并且不限制本文所揭示的本发明。
附图说明
附图包含于本说明书中，并构成本说明书的一部分，它们示出了本发明的某些方面，与说明书一起用于解释而非限制本发明的原理。在这些图中，相同的标号表示相同的元件。
图1示出了根据本发明的一方面包括气密式玻璃料密封和选择性增强环氧树脂密封的OLED器件。
图2示出了根据本发明的另一方面包括气密式玻璃料密封和增强环氧树脂环的OLED器件。
具体实施方式
通过参照下面的详细描述、附图、实施例、权利要求书以及上文和下文的描述，便可以更容易地理解本发明。然而，在揭示和描述本发明的组合物、制品、器件和方法之前，应该理解除非特别说明，否则本发明并不限于所揭示和描述的这些具体的组合物、制品、器件和方法，因此当然可以改变这些所揭示的内容。还应该理解，本文所使用的术语只是为了描述特定的方面，并不规定为限制。
本发明的下列描述以其目前已知的实施方式作为本发明的开放式教导而提出。为此，相关领域的技术人员将认识并理解，在仍然获得本发明的有益结果的同时可以对本文所述的本发明的诸多方面作出许多改变。还将明显看到，通过选择本发明的一些特征而并不利用其它特征，便可以获得本发明所需的一些益处。因此，本领域的技术人员将认识到，本发明的许多修改和变化都是可能的，在某些情况下甚至是合乎需要的，并且属于本发明的一部分。因此，提供下面的描述作为本发明原理的说明而并不限制这些原理。
所揭示的是一些可使用、可一起使用、可制备使用的材料、化合物、组合物以及组分，或者是所揭示的方法和组合物的产品。这些和其它材料在本文中得以揭示，并且应该理解，当这些材料的组合、子集、相互作用、分组等都得到揭示时，尽管可能没有明确揭示各种单独和集中组合的具体参照以及这些化合物的变换，但是在本文中对各种情况都进行过具体预期和描述。因此，如果除了一类替代物D、E、F以外还揭示了一类替代物A、B、C并且揭示了组合实施方式示例A-D，则即使每种情况没有被单独提及，各自也被单独和集中预期过。因此，在本示例中，各种组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F均被具体预期过，并且应该被视为从A、B、C、D、E、F和示例组合A-D的揭示中可以得出。同样，这些的任何子集或组合也被具体预期和揭示过。因此，例如，子组A-E、B-F和C-E被具体预期过，并且应该被视为从A、B、C、D、E、F和示例组合A-D的揭示中可以得出。这种概念应用于本揭示内容的所有方面，包括但不限于组合物的组分以及制造和使用所揭示的组合物的方法中的步骤。因此，如果有各种附加的可实施的步骤，则应该理解，这些附加步骤中的每一步可以用所揭示方法的任何特定实施方式或实施方式组合来实施，每一种这样的组合都具体预期过并且应该被视为揭示过。
在本说明书和权利要求书中，将提到许多术语，这些术语应该定义成具有下列含义：
本文所用的单数形式“一个”、“一种”、“该(这)”包括多个对象，除非上下文明确指出。因此，例如，“组分”包括具有两个或更多这种组分的方面，除非上下文明确指出。
“任选”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或不可发生，并且该描述包括发生该事件或情况的情形和不发生的情形。例如，短语“任选替代组分”是指该组分可被替换或可不被替换并且该描述包括本发明不替换的方面和替换的方面。
在本文中，范围可以表示为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一个方面包括从一个特定值和/或到另一特定值。类似地，当用前缀“大约”将数值表示为近似值时，将理解该特定值构成另一方面。将进一步理解，各范围的端点在与另一端点有关和与另一端点无关的情况下都是重要的。
除非另有说明，本文所用的组分的“wt.％”或“重量百分比”是指该组分的重量与包括该组分的组合物总重量的比率，按百分比来表示。
除非另有说明，本文所用的“摩尔百分比”或“摩尔％”是指该组分的摩尔数与含该组分的玻璃料组合物的玻璃部分的总摩尔数的比率，以氧化物为基准并按百分比来表示。
除非另有说明，本文所用的“玻璃料”或“玻璃料组合物”是指氧化物或氧化物组分的混合物，还可以任选地包括填料。术语“玻璃料”或“玻璃料组合物”可以指玻璃料的任何物理形式，包括粉末、糊剂、挤出的珠子，还可以指沉积在基片上的连接或非连接的玻璃料。
本文所用的“环”(与玻璃料或粘合剂的部位有关)是指形成有界区域的材料线。例如，环线可以例如与形成有界区域的线的一个或多个部分相交，或者可以是没有始末且形成有界区域的连续线。环可以具有弯曲的部分、直线部分、和/或角，并且不指定特别的几何形状。
本文所用的“周边”可以指器件的外边缘或器件外缘边处或其附近的部位。例如，位于基片周边的材料可以指材料定位于基片边缘或在基片表面上边缘处或边缘附近。
下面的美国专利和公开申请描述了用于密封发光器件的各种组合物和方法，并且它们全文在此通过参考引用，其目的专用于揭示与形成发光器件的气密式密封有关的材料和方法：美国专利6,998,776；美国专利公报US2005/0001545；以及美国专利公报2006/0009109。
如上所述，本发明提供了改进的发光器件。在下文中详述的其它方面中，本发明的器件包括使用玻璃料和聚合物粘合剂在器件的两个基片之间提供机械强度大的气密密封。在一个方面，发光显示器件用至少一种玻璃料和至少一种聚合物粘合剂密封。本发明的玻璃料密封应当与不使用玻璃料的直接玻璃密封区分开来。
在设计一种可用于制造气密式密封发光显示器件的密封系统时，应该记住一些考虑因素。下面就是一些这样的考虑因素：
密封温度-为了避免发光材料(比如OLED)的热降解，该器件应该在足够低的温度下进行密封，使得离发光显示器密封边缘很短的距离(1-3mm)所经历的温度不应该超过大约100℃。
膨胀相容性-密封组分(包括玻璃料)的热膨胀系数(CTE)应该与基片的热膨胀系数基本上匹配，以限制密封应力并由此消除密封中的断裂所造成的气密性损失。
气密性-密封应该是气密性的，并对发光显示器中的材料提供长期保护。
机械强度-密封应该在玻璃封装或器件的寿命期间提供足以维持气密式密封的机械强度。
本发明的密封和密封方法可以满足这样的要求，即密封系统在相邻发光材料中仅伴有最小的温度上升。
器件
本发明的器件可以是需要将两个基片密封在一起的任何这种器件。在一个方面中，器件的基片密封在一起，使得一个基片的至少一部分与第二个基片的至少一部分重叠对准。在另一个方面中，该器件是玻璃封装，其中两个基片密封在一起。在另一个方面中，该器件是发光显示器，比如聚合物发光器件(PLED)。在较佳的一方面中，该器件是OLED，比如有源或无源OLED显示器。尽管下文参照气密式密封的OLED显示器的制造来描述本发明的密封工艺，但是应该理解，在需要将两个基片彼此密封的其它应用中可以使用相同或相似的密封工艺。因此，本发明不应该按限制方式来解释。
图1示出了根据本发明一方面所密封的OLED显示器10基本组件的示例俯视图。OLED显示器10包括基片20、密封玻璃料30、聚合物粘合剂40的至少一部分，以及未密封玻璃料50的至少一部分。所述OLED一般位于由玻璃料环形成的气密密封内的。在下文中将更详细地描述由玻璃料和辅助组分形成气密密封的方式，例如使用辐射源形成该气密密封。
基片
本发明的第一和第二基片可以包括适合于所制造器件类型的任何材料。在各方面中，至少一个基片包括硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、或它们的混合物。一方面，至少一个基片是透明玻璃。这种透明玻璃例如可以是：康宁股份有限公司(康宁，纽约州，美国)制造并出售的玻璃，比如Code 1737玻璃、Eagle 2000TM和Eagle XG TM；Asahi Glass有限公司(东京，日本)制造并出售的玻璃，例如OA10玻璃和OA21玻璃；Nippon Electric Glass有限公司(Otsu，Shiga，日本)制造并出售的玻璃；NH Techno Glass韩国公司(Kyunggi-do，韩国)制造并出售的玻璃；Samsung Corning Precision Glass公司(首尔，韩国)制造并出售的玻璃。第一和第二基片不必是相同的或包括相同类型的玻璃。另一方面，它们是类型相似或相同的玻璃。在较佳的方面中，第一和第二基片包括硼硅酸盐玻璃，比如Eagle XG TM。
基片的尺寸可以是适合于所制造的器件的任何尺寸。在一个方面中，至少一个基片约为0.6毫米厚。
基片的其它性质将根据其特定的组成而变化。在一个方面中，本发明的基片的CTE约为25×10-7/℃-80×10-7/℃。另一方面，基片的软化温度是约从700℃到990℃。
在较佳的方面中，本发明的基片由对用于密封器件的辐射源的一定波长处的辐射透明的材料组成。
玻璃料
本发明的玻璃料可以包括能够在两个基片之间形成气密式密封的玻璃材料和/或掺杂玻璃材料的组合。本发明的玻璃料应该能够吸收辐射，并且可以具有与基片基本上相似的CTE。在一个方面中，与第一和第二基片相比，在特定波长处(比如在810纳米处)玻璃料吸收的辐射量更大。在另一个方面中，玻璃料具有等于或低于第一和第二基片的软化温度。在另一个方面中，玻璃料在接触化学物质和水的情况下具有耐久性。在再一个方面中，玻璃料能够粘合第一和第二基片。在又一个方面中，玻璃料能够在通过该器件的电连接周围进行密封。在另一个方面中，玻璃料是孔隙率非常低的致密材料，例如孔隙率约小于10体积％。在另一个方面中，玻璃料基本上不含重金属，比如铅和镉。在这一方面中，像铅和镉这样的重金属含量应该最小，通常对于每一重金属组分而言含量低于1摩尔％，最好低于0.1摩尔％。
在一个方面中，玻璃料包括玻璃部分；还任选地包括软化温度、CTE和/或吸光度调节填料；还任选地包括如下所述的糊状粘合剂和/或糊状填料。在一个方面中，玻璃料包括CTE匹配填料，比如β-锂霞石。在另一个方面中，玻璃料不包括CTE匹配填料。在另一个方面中，玻璃料包括掺杂有至少一种过渡金属的玻璃，并且不包括热膨胀系数匹配填料。在一个特定的方面中，玻璃料包括锑钒磷酸盐玻璃。在另一个特定的方面中，玻璃料包括硼硅酸盐玻璃。玻璃料可以按各种物理形式存在，包括粉末、糊料和/或挤出的珠子。
I.基于锑钒磷酸盐的玻璃料
在一个方面中，玻璃料的玻璃部分在下列专利中有揭示：美国专利6,998,776；美国专利公报US2005/0001545；美国专利公报2006/0009109，它们全文在此通过参考引用，且专用于揭示玻璃料组成。在该方面中，玻璃料的玻璃部分包含0-10摩尔％的氧化钾、0-20摩尔％的氧化铁、0-40摩尔％的氧化锑、20-40摩尔％的五氧化二磷、30-60摩尔％的五氧化二钒、0-20摩尔％的二氧化钛、0-5摩尔％的氧化铝、0-5摩尔％的氧化硼、0-5摩尔％的氧化钨以及0-5摩尔％的氧化铋。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含0-10摩尔％的氧化钾、0-20摩尔％的氧化铁、0-20摩尔％的氧化锑、20-40摩尔％的五氧化二磷、30-60摩尔％的五氧化二钒、0-20摩尔％的二氧化钛、0-5摩尔％的氧化铝、0-5摩尔％的氧化硼、0-5摩尔％的氧化钨、0-5摩尔％的氧化铋以及0-20摩尔％的氧化锌。
下面的表1总结了玻璃料的玻璃部分中的各种化合物的范围。下面描述了关于特定范围和组合的示例性方面。
表1
  化合物   摩尔％范围
  氧化钾   0-10
  氧化铁   0-20
  氧化锑   0-40
  五氧化二磷   20-40
  五氧化二钒   30-60
  二氧化钛   0-20
  氧化铝   0-5
  氧化硼   0-5
  氧化钨   0-5
  氧化铋   0-5
  氧化锌   0-20
在一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化钾的含量是0-10摩尔％，例如0、1、2、4、6、8、9或10摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铁的含量为0-20摩尔％，例如0、1、2、4、6、8、10、14、16、18、19或20摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化锑的含量为0-40摩尔％，例如0、1、2、4、6、10、15、20、25、30、35、39或40摩尔％；或者氧化锑的量为0-20摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中五氧化二磷的含量为20-40摩尔％，例如20、21、22、23、24、25、30、35、39或40摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中五氧化二钒的含量为30-60摩尔％，例如30、31、32、33、35、40、45、50、55、58、59或60摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铝的含量为0-5摩尔％，例如0、0.5、1、2、3、4或5摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化硼的含量为0-5摩尔％，例如0、0.5、1、2、3、4或5摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化钨的含量为0-5摩尔％，例如0、0.5、1、2、3、4或5摩尔％。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铋的含量为0-5摩尔％，例如0、0.5、1、2、3、4或5摩尔％。
II.基于硼硅酸盐的玻璃料
在一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含基本组分和至少一种吸收组分。玻璃料的玻璃部分中的基本组分包括二氧化硅、氧化硼和任选的氧化铝。玻璃料的玻璃部分中的吸收组分包括(a)氧化铜和/或(b)氧化铁、五氧化二钒和任选的二氧化钛的组合。因此，玻璃料的玻璃部分包含二氧化硅、氧化硼和任选的氧化铝，还包含(a)氧化铜和/或(b)氧化铁、五氧化二钒和任选的二氧化钛的组合。在下文详细描述的其它方面中，玻璃料组合物包含约5-75摩尔％的二氧化硅、约10-40摩尔％的氧化硼、0-约20摩尔％的氧化铝以及下列中的至少一种：a)从大于0摩尔％至约25摩尔％的氧化铜；或b)从大于0摩尔％至约7摩尔％的氧化铁，从大于0摩尔％至约10摩尔％的五氧化二钒以及从大于0摩尔％至约5摩尔％的二氧化钛。
下面的表2总结了基于硼硅酸盐的玻璃料的基本组分和吸收组分中的各种化合物的范围。下面详细描述关于特定范围和组合的示例性方面。
表2
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中二氧化硅的含量为：约5-75摩尔％，例如5、6、7、10、20、40、50、54、56、58、60、64、68、70、72、73、74或75摩尔％；约50-75摩尔％；或约54-约70摩尔％。在另一个方面中，一部分二氧化硅(例如高达约55摩尔％)和至少一部分任选的其它组分可以被高达约60摩尔％的氧化锌替代。因此，在存在氧化锌时，氧化锌视为基本组分的一部分。在其它方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化锌的含量为约0.1-60摩尔％；约5-55摩尔％；或约40-55摩尔％。氧化锌可以用于软化玻璃料组合物，同时不会对CTE产生不利影响。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包括约5-30摩尔％的二氧化硅、约10-40摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约30-60摩尔％的氧化锌。在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含约8-15摩尔％的二氧化硅、约25-35摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约40-55摩尔％的氧化锌。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化硼的含量为：约10-40摩尔％，例如10、11、12、15、19、20.5、22.5、24、25、30、35或40摩尔％；约15-30摩尔％；或约19-24摩尔％。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铝的含量为：0-约20摩尔％，例如0、0.1、1、2、4、7、8、9、10、14、16、19或20摩尔％；0-约10摩尔％；或者约1-8摩尔％。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铜的含量为：从大于0摩尔％至约25摩尔％，例如0.1、0.5、1、2、4、6、8、12、14、16、18、20、22、23、24或25摩尔％；约4-18摩尔％；约6-16摩尔％；或者约8-14摩尔％。向硼硅酸盐玻璃添加氧化铜可以增加玻璃在例如810纳米处的光吸收，并且可以使玻璃软化。在包含氧化铝的硼硅酸盐玻璃中，这种软化可以在不使CTE增大的情况下出现。在其它方面中，玻璃料的玻璃部分以单独或组合方式包含氧化铁、五氧化二钒和/或二氧化钛，同时包含的还有上述范围中的氧化铜。例如，玻璃料的玻璃部分可以包括大于0摩尔％至约25摩尔％的氧化铜以及0-约7摩尔％的氧化铁，同时不含五氧化二钒和二氧化钛。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中氧化铁的含量为：大于0摩尔％至约7摩尔％，例如0.1、0.5、1、2、3、5、6或7摩尔％；约0.1-3摩尔％；或者约1-2摩尔％。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中五氧化二钒的含量为：大于0摩尔％至约10摩尔％，例如0.1、0.5、1、2、5、7、8、9或10摩尔％；约0.1-5摩尔％；或约0.5-2摩尔％。
在各方面中，玻璃料的玻璃部分中二氧化钛的含量为：0-约5摩尔％，例如0、0.1、0.5、1、2、3、4或5摩尔％；0-约2摩尔％；0-约1摩尔％；约0.1-2摩尔％；或者约0.1-1摩尔％。
在一个方面中，基本组分包含约5-75摩尔％的二氧化硅、约10-40摩尔％的氧化硼以及0-约20摩尔％的氧化铝。在另一个方面中，基本组分包括约50-75摩尔％的二氧化硅、约15-30摩尔％的氧化硼以及0-约10摩尔％的氧化铝。在另一个方面中，基本玻璃包括约54-70摩尔％的二氧化硅、约19-24摩尔％的氧化硼以及约1-8摩尔％的氧化铝。在另一个方面中，基本玻璃包括约56-68摩尔％的二氧化硅、约20.5-22.5摩尔％的氧化硼以及约2-7摩尔％的氧化铝。
在第一方面中，吸收组分包括大于0摩尔％至约25摩尔％的氧化铜、约4-18摩尔％的氧化铜、约6-16摩尔％的氧化铜、或约8-14摩尔％的氧化铜。
在第二方面中，吸收组分包括大于0摩尔％至约7摩尔％的氧化铁、大于0摩尔％至约10摩尔％的五氧化二钒以及0-约5摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收玻璃包括约0.1-3摩尔％的氧化铁、约0.1-5摩尔％的五氧化二钒以及0-约2摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收组分包含约0.1-3摩尔％的氧化铁、0.1-5摩尔％的五氧化二钒以及约0.1-2摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收组分包含约1-2摩尔％的氧化铁、约0.5-2摩尔％的五氧化二钒以及约0.1-1摩尔％的二氧化钛。
在另一个方面中，吸收组分包含上述第一和第二方面，即吸收组分具有氧化铜和氧化铁/五氧化二钒/二氧化钛吸收组分。在另一个方面中，吸收组分包括大于0摩尔至约25摩尔％的氧化铜、大于0摩尔至约7摩尔％的氧化铁，大于0摩尔至约10摩尔％的五氧化二钒、以及0-约5摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收玻璃包含约4-18摩尔％的氧化铜、大于0摩尔至约3摩尔％的氧化铁、大于0摩尔至约5摩尔％的五氧化二钒以及0-约2摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收玻璃包含约6-16摩尔％的氧化铜、约0.1-3摩尔％的氧化铁、约0.1-5摩尔％的五氧化二钒以及0-约2摩尔％或约0.1-约2摩尔％的二氧化钛。在另一个方面中，吸收玻璃包含约8-14摩尔％的氧化铜、约1-2摩尔％的氧化铁、约0.5-2摩尔％的五氧化二钒以及0-约1摩尔％或约0.1-1摩尔％的二氧化钛。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含约5-75摩尔％的二氧化硅、约10-40摩尔％的氧化硼、0-约20摩尔％的氧化铝以及大于0摩尔至约25摩尔％的氧化铜和/或大于0摩尔至约7摩尔％的氧化铁、大于0摩尔至约10摩尔％的五氧化二钒和0-约5摩尔％的二氧化钛的组合。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含约50-75摩尔％的二氧化硅、约15-30摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约4-18摩尔％的氧化铜和/或约0.1-3摩尔％的氧化铁、约0.1-5摩尔％的五氧化二钒和0-约2摩尔％的二氧化钛的组合。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包括约50-75摩尔％的二氧化硅、约15-30摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约8-14摩尔％的氧化铜和/或约1-2摩尔％的氧化铁、约0.5-2摩尔％的五氧化二钒和0-约1摩尔％的二氧化钛的组合。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含约54-70摩尔％的二氧化硅、约19-24摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约4-18摩尔％的氧化铜和/或约0.1-3摩尔％的氧化铁、约0.1-5摩尔％的五氧化二钒和0-约2摩尔％的二氧化钛的组合。
在另一个方面中，玻璃料的玻璃部分包含约54-70摩尔％的二氧化硅、约19-24摩尔％的氧化硼、0-约10摩尔％的氧化铝以及约8-14摩尔％的氧化铜和/或约1-2摩尔％的氧化铁、约0.5-2摩尔％的五氧化二钒和0-约1摩尔％的二氧化钛的组合。
与第一和第二基片相比，本发明的玻璃料优选能够更强烈地吸收特定波长处的辐射(例如810纳米处的辐射)。可以适当选择吸收组分，以便相比于基片增强对辐射源的特定波长处的吸收。当辐射源的特定波长处的辐射接触玻璃料并被玻璃料吸收时，适当选择吸收组分将使得玻璃料软化并形成气密式密封。
相反，应该适当选择基片使得它们基本上很少吸收或不吸收来自辐射源的辐射，从而使不期望出现的来自形成气密式密封的热量向发光材料的转移最少。在密封过程中，OLED材料的温度通常应该保持在约80-100℃或以下。
对本发明来说，吸光度可以定义如下：
β＝-log10[T/(1-R)2]/t
其中β是指吸光系数，T是指透射通过厚度t的光的比值，R是指反射率。
在辐射波长处，玻璃料的吸收系数应该大于约2/mm。在一个方面中，玻璃料的吸光系数至少约为4/mm。在较佳的方面，玻璃料的吸光系数至少约为5/mm。包含铁、钒和钛的玻璃料可以呈现出高达至少约33/mm的吸光系数。
玻璃料还应该具有与第一和第二基片基本上相似的CTE，从而提供耐用的气密式密封并防止破裂。在一个方面中，玻璃料的CTE介于第一和第二基片CTE之下约10×10-7/℃至第一和第二基片CTE之上约5×10-7/℃的范围。在较佳的方面中，玻璃料的CTE介于第一和第二基片CTE之下约3×10-7/℃至第一和第二基片CTE之上约3×10-7/℃的范围。在一个方面中，玻璃料不需要添加其它材料(比如填料)来提供上述CTE匹配性。因此，在没有CTE匹配填料的情况下，玻璃料可以具有与基片基本上相似的CTE。在特定的方面中，玻璃料由硅、硼、任选的铝、铜、铁、钒和任选的钛的金属氧化物构成，而不含CTE匹配填料。在另一个方面中，玻璃料包括CTE匹配填料。
本发明的玻璃料可以进一步包含其它材料来调节玻璃料组合物的软化温度、CTE和/或吸光度。这些材料可以包括例如氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化铋、氧化镍、氧化锰或它们的混合物。
玻璃料的制备和应用
通过将所需的基本组分和吸收组分组合，将混合物加热到足以使这些组分熔化的温度(例如约1,550℃)，使这些材料混合，并随后冷却所得的混合物，便可以形成玻璃料的玻璃部分。通过在其上泼冷水或液氮使其经受热骤变，便可以使所得的组合物断裂。如有必要，断裂的碎片可以进一步碾碎并磨成所需的粒度。在一个方面中，断裂的玻璃料碎片压碎成约325目的大小，随后湿磨成约1.9微米的平均粒度。
接下来，通过将玻璃料的玻璃部分与其它材料(比如糊状粘合剂和/或糊状填料)混合便可以配制出用于分配到基片上的玻璃料糊，以允许处理并分配玻璃料糊。用于制备玻璃料糊的糊状粘合剂和/或糊状填料材料不同于上述软化温度、CTE和/或吸光度调节性填料。糊状粘合剂或糊状填料的选择取决于所需的玻璃料糊流变性和施涂技术。通常，还添加溶剂。在一个方面中，玻璃料糊可以包含：乙基纤维素粘合剂，比如T-100，这可以从Hercules股份有限公司(Wilmington，Delaware，USA)获得；以及有机溶剂，比如TEXANOL
Figure A20071014138300181
，这可以从Eastman Chemical Company(Kingsport，Tennessee，USA)获得。本领域的技术人员很容易针对特定应用选择合适的糊状粘合剂、糊状填料和溶剂。
玻璃料糊可以通过任何合适的技术施涂到基片上。在一个方面中，使用MicroPen
Figure A20071014138300182
分配器来涂敷玻璃料糊，该分配器可以从OhmCraft股份有限公司(Honeoye Falls，New York，USA)获得。在另一个方面中，使用丝网印刷技术来涂敷玻璃料糊。玻璃料糊可以按适于对器件进行密封的任何图形来涂敷。对于OLED，玻璃料糊通常按环形涂敷在基片边缘处或附近。
如图2所示，在一个方面中，可以将玻璃料糊以比所需气密密封更宽的形式进行施涂，其中仅玻璃料的内部部分被加热并密封。玻璃料的未密封部分可以在密封的玻璃料和聚合粘合剂之间提供热阻挡层。在另一个方面中，可以在待密封的玻璃料部分周边以外的至少一个部位施涂另外的玻璃料糊。
聚合物粘合剂
在本发明中，聚合物粘合剂为发光显示器件两个基片之间的密封提供了改进的机械强度。
所述聚合物粘合剂可包括任何具有以下性质的粘合剂：该粘合剂能够粘合在器件的基片上，在常规的加工和操作温度下尺寸稳定，而且使器件具有机械强度。所述聚合物粘合剂可以是例如可交联的聚合物、热塑性粘合剂、热固性粘合剂、环氧树脂、反应性粘合剂或压敏粘合剂。
在一个方面中，本发明的聚合物粘合剂是丙烯酸类粘合剂。在一个方面中，所述聚合物粘合剂是甲基丙烯酸酯聚合物。在另一个方面中，本发明的聚合物粘合剂是环氧树脂。可用于本发明的环氧树脂的例子包括源自以下化合物的树脂：缩水甘油醚，例如双酚A、双酚F、间苯二酚、氢化双酚A的缩水甘油醚，酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂的聚缩水甘油醚，以及其它的聚缩水甘油醚；缩水甘油酯，例如邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸的缩水甘油酯，以及其它的缩水甘油酯；缩水甘油胺；直链脂族环氧化物；乙内酰脲衍生物；以及二聚酸衍生物。
优选的是所述聚合物粘合剂包含光学透明的环氧树脂，例如购自美国麻萨诸塞州Bedford的TRA-CON，Inc.的TRA-BOND F113或TRA-COAT 15D，或者购自美国新泽西州Cranbury的Norland Products的NOA 61。
所述聚合物粘合剂可以是能够在处于空气中、一定温度下、或辐射之下时固化的粘合剂。一方面，所述聚合物粘合剂是可紫外固化的材料。另一方面，所述聚合物粘合剂是可热固化的材料。
应当根据具体的应用选择聚合物粘合剂的流变性质。聚合物粘合剂可在市场上购得，本领域技术人员可以很容易地选择合适的聚合物粘合剂。
所述聚合物粘合剂可以在组装和密封器件之前、同时或之后施加。一方面，如图1中详细显示，所述聚合物粘合剂施涂在玻璃料环周边以外的至少一个部位，例如，施涂在角上或角的附近。在另一个方面中，如图2所示，所述聚合物粘合剂是施涂成在玻璃料环以外并与玻璃料环相邻的环。在另一个方面中，所述聚合物粘合剂在器件组装和密封之后，以在器件周边或外边缘周围的带的形式施涂。所述聚合物粘合剂可以施涂在任何数量的离散部位，或者施涂成连续的环。聚合物粘合剂可以在气密玻璃料密封之前、同时或之后固化。
密封
典型的OLED包括阳极电极、一个或多个有机层以及阴极电极。一开始，如美国专利6,998,776所述，玻璃料可以沿第二基片的边缘沉积。例如，玻璃料可以置于离第二基片的自由边缘约1毫米的部位。下面的实施例1提供了若干种典型玻璃料的组成。
可以加热玻璃料并使其固定在第二基片上。为了实现这一点，加热沉积的玻璃料使得它变成固定在第二基片上。
然后，可以用辐射源(比如激光器)加热玻璃料，该方式可使玻璃料形成气密式密封，从而将第一基片与第二基片相连接。该气密式密封还通过防止周围环境中的氧和湿气进入OLED显示器来保护OLED。气密式密封通常刚好位于OLED显示器外边缘之内。可以使用各种辐射源(比如激光器或红外灯)来加热玻璃料。
在对器件进行密封之前的任何时间，都可以将玻璃料施涂到基片上。在一个方面中，将该玻璃料施涂到基片上并且进行烧结，从而使玻璃料固定到基片上。当加热玻璃料以形成气密式密封时，可以在较晚的时间将第二玻璃基片和OLED材料与带玻璃料的片组合起来。在另一个方面中，在制造并密封器件时，可以将玻璃料施涂到或第一基片或是第二基片上。应该注意到，上述方法在本质上都是示例性的并不是限制性的。
用于密封玻璃料的辐射源
本发明的辐射源可以是其在与玻璃料的玻璃部分的吸收组分相对应的波长处发出辐射的任何辐射源。例如，可以用在810纳米处工作的激光器来加热包含氧化铜或氧化铁、五氧化二钒和二氧化钛的组合的玻璃料。
激光器可以包括另外的光学部件，比如透镜或分束器，从而将激光束引导至玻璃料或两个基片。激光束可以按某一种方式移动以有效地加热并软化该玻璃料，同时使基片和发光材料的加热达到最少。
应该容易理解，根据特定玻璃料和基片的光学性质，在不同功率、不同速度和不同波长下工作的其它类型的激光器也可以使用。然而，该激光波长应该在该特定玻璃料的高吸收光带之内。本领域的技术人员可以很容易地针对特定玻璃料选择合适的激光器。
与当前业内只使用有机粘合剂对发光显示器进行气密式密封的作法相比，本发明的玻璃封装和方法具备若干优点。首先，本发明的发光显示器并不需要干燥剂的存在。其次，本发明的组合密封系统提供了改进的处理速度、长期持久的气密式密封和玻璃料密封的惰性以及聚合物粘合剂密封的机械强度。
尽管在附图和详细描述中已示出并描述了本发明的若干方面，但是应该理解本发明并不限于所揭示的这些方面，而是能够在不偏离权利要求书所阐述和界定的本发明的精神的情况下作出大量的重新安排、修改和替换。
实施例
为了进一步说明本发明的原理，阐明以下实施例以便为本领域的技术人员提供关于本文所提出的玻璃组合物、制品、器件和方法是如何作出和评价的完整揭示和描述。它们仅是本发明的典型示例，并且不限制发明人认为是其发明的范围。已经努力确保有关数字(例如，量、温度等)的准确性；然而，应该考虑一些误差和偏差。除非另外说明，否则温度单位是℃，或温度为环境温度，并且压力是大气压或接近于大气压。可使产品质量和性能达到最佳所用的工艺条件，存在大量的变化和组合。只需要合理而例行的实验使这些工艺条件达到最佳。
实施例1-玻璃料组合物(玻璃部分)
在第一实施例中，准备了一系列玻璃料组合物，其中包括各种组分的组合。下面的表3列出了各发明样品的组成。表格3中所有的量均是指摩尔％。
表3-玻璃组成
Figure A20071014138300211
上表3中的示例组成可以基本与Eagle玻璃基片的CTE匹配，而无需添加CTE匹配填料。
实施例2-本发明的玻璃料粉末的制备
在第二实施例中，通过将上表3中所描述的本发明的样品A的各组分组合，制备玻璃料组合物。将所得的混合物加热到约1,550℃并持续约6小时，使各组分熔化。
接下来，通过倒入到冷水中，使得热的玻璃混合物断裂。将断裂后的玻璃碎片碾碎成325目，然后湿磨成大约1.9微米的平均粒度。
实施例3-玻璃料组合物的施涂(预示的)
在第三实施例中，可以制备成玻璃料糊，以便施涂到基片上。最初，通过将T-100乙基纤维素粘合剂(可以从Hercules股份有限公司(Wilmington，Delaware，USA)获得)溶解到TEXANOL
Figure A20071014138300221
(一种酯醇，可以从Eastman ChemicalCompany(Kingsport，Tennessee，USA)获得)中，便可以制备2重量％的粘合剂溶液。然后，玻璃料糊可以通过混合下列组分而制备：19.09克的上面制备的T-100/TEXANOL溶液；55.33克的实施例2中制备的玻璃粉末；以及0.61克的OC-60润湿剂(可以从Dexter Chemical有限公司(Bronx，New York，USA)获得)。所得的玻璃料糊可以按正方形图形分配到Eagle硼硅酸盐玻璃基片(Corning股份有限公司，Corning，纽约州，USA)上。然后，可以在700℃下氮气环境中对施涂到Eagle基片上的玻璃料烧结约2个小时。
可以将另外的玻璃料糊施涂在固定的玻璃料以外、器件的四个角处。可以在与所述玻璃料糊相邻的部位、所述器件的角处，施涂环氧树脂，例如购自TRA-CON，Inc.的TRA-BOND F113。然后可以将第二玻璃基片和OLED与之前形成的带玻璃料的片配合起来并密封。可以使用激光器密封玻璃料的固定部分，同时玻璃料的未固定部分作为对环氧树脂的热阻挡层。然后可使用紫外辐射源使环氧树脂固化。
在本申请中，参照了各种公开出版物。这些公开出版物的揭示以其整体特此通过参考引入本申请中，以更全面地描述本文所描述的这些组合物、制品、器件和方法。
针对本文所描述的组合物、制品、器件和方法，可以作出各种修改和变化。考虑到本文所描述的组合物、制品、器件和方法的技术要求和实施，将明显地看到这些组合物、制品、器件和方法的其它方面。本文的意图是该技术要求和示例被视为是示例性的。

Claims (25)

1.一种玻璃封装，其包括：
第一基片，
第二基片，
将所述第一基片和第二基片连接起来的玻璃料，
将所述第一基片和第二基片进一步连接起来的聚合物粘合剂，
其中，所述第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准；
所述玻璃料包含：
玻璃部分，该玻璃部分包含
基本组分，其包含：
约5-75摩尔％的SiO2；
约10-40摩尔％的B2O3；
0-约20摩尔％的Al2O3；
至少一种吸收组分，其包含：
a)从大于0摩尔％至约25摩尔％的CuO，或
b)从大于0摩尔％至约7摩尔％的Fe2O3，
从大于0摩尔％至约10摩尔％的V2O5，以及
从大于0摩尔％至约5摩尔％的TiO2。
2.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料形成玻璃料环。
3.如权利要求2所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂形成位于所述玻璃料环之外的粘合剂环。
4.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂位于至少两个离散的部位。
5.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述第一基片和/或第二基片包括角，所述聚合物粘合剂位于所述角处的至少四个离散的部位。
6.如权利要求1所述的玻璃封装，所述玻璃封装还包括发光层，其特征在于，所述玻璃料位于第一基片和第二基片之间，形成玻璃料环，所述发光层位于所述第一和第二基片之间，并位于玻璃料环之内。
7.如权利要求6所述的玻璃封装，其特征在于，所述发光层包括有机发光二极管。
8.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料的玻璃部分还包含从大于0摩尔％至60摩尔％的ZnO。
9.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂包含环氧树脂。
10.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述第一基片和/或第二基片包含硼硅酸盐玻璃。
11.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料还包含热膨胀系数匹配填料。
12.如权利要求1所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料是所述第一基片和第二基片之间的气密密封。
13.一种玻璃封装，其包括：
第一基片，
第二基片，
连接所述第一基片和第二基片的玻璃料，
进一步连接所述第一基片和第二基片的聚合物粘合剂，
其中，所述第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准；
所述玻璃料由掺杂了至少一种过渡金属的玻璃制成，所述玻璃料不含热膨胀系数匹配填料。
14.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料形成玻璃料环。
15.如权利要求14所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂形成位于所述玻璃料环之外的粘合剂环。
16.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂位于至少两个离散的部位。
17.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述第一基片和/或第二基片包括角，所述聚合物粘合剂位于所述角处。
18.如权利要求13所述的玻璃封装，所述玻璃封装还包括发光层，所述玻璃料位于第一基片和第二基片之间，形成玻璃料环，所述发光层位于所述第一和第二基片之间，并位于玻璃料环之内。
19.如权利要求18所述的玻璃封装，其特征在于，所述发光层包括有机发光二极管。
20.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述聚合物粘合剂包含环氧树脂。
21.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述第一基片和/或第二基片包含硼硅酸盐玻璃。
22.如权利要求13所述的玻璃封装，其特征在于，所述玻璃料是所述第一基片和第二基片之间的气密密封。
23.一种密封发光显示器件的方法，包括：
提供发光层、第一基片和第二基片，各基片具有内表面和外表面；
围绕第一基片的内表面的周边沉积玻璃料；
在第一或第二基片中的至少一个基片的内表面上沉积聚合物粘合剂；
连接第一基片和第二基片的内表面，使得发光层定位于第一和第二基片之间，还使得第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分重叠对准；
加热玻璃料直到形成气密式密封；
使聚合物粘合剂固化；
其中，所述加热和固化步骤可以以任意的顺序进行。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述加热步骤包括激光器。
25.一种密封发光显示器件的方法，该方法包括：
提供发光层、第一基片和第二基片，各基片具有内表面和外表面；
围绕第一基片的内表面的周边沉积玻璃料；
连接第一基片和第二基片的内表面，使得第一基片的至少一部分与第二基片的至少一部分叠加对准，还使得发光层定位于第一和第二基片之间，从而形成连接的第一和第二基片；
围绕所述连接的第一和第二基片的周边沉积聚合物粘合剂；
加热玻璃料直到形成气密式密封；
使聚合物粘合剂固化；
其中，所述加热和固化步骤可以以任意的顺序进行。
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