[发明专利]改进熔结密封的玻璃封装体的方法和装置

说明书

发明背景

本发明涉及适合保护薄膜器件，尤其是对周围环境敏感的薄膜器件的气密封的封装体(package)。这种器件的一些例子是有机发光二极管(OLED)显示器、传感器及其它光学器件。本发明将通过举例的方式结合OLED显示器展开讨论，但不限于此种显示器。

近年来，OLED得到相当多的研究，因为它们在许多电致发光器件中具有现实和潜在应用。例如，单个OLED可用于孤立的发光器件，而OLED阵列可用于照明应用或平板显示器应用(例如OLED显示器)。已知传统OLED显示器非常亮，具有良好的色对比，可产生真色，具有宽视角。然而，传统OLED显示器，特别是位于其中的电极和有机层，容易与从周围环境漏入OLED显示器的氧气和水分相互作用，从而发生劣化。众所周知，若OLED显示器内的电极和有机层同周围环境隔绝，则OLED显示器的寿命可显著延长。

遗憾的是，要开发对OLED显示器进行气密封的密封工艺非常困难。给适当密封OLED显示器造成困难的一些因素包括：

(i)气密封应当隔断氧气(10^-3cc/m²/天)和水(10^-6g/m²/天)；

(ii)气密封的尺寸应当尽可能小(例如＜2mm)，避免对OLED显示器的尺寸造成不利影响；

(iii)在密封过程中产生的温度不应损坏OLED显示器内的材料(例如电极和有机层)(例如，在密封过程中，距OLED显示器内密封处约1-2mm的OLED第一像素不应受热至超过100℃)；

(iv)密封过程中释放的气体不应污染OLED显示器内的材料；以及

(v)气密封不应当造成电连接(例如薄膜铬)无法进入OLED显示器。

在上述挑战中，最大的困难之一是针对有机分子与氧气和水分之间的强反应性而进行的气密封。

密封OLED显示器的常规技术之一是使用不同类型的环氧化物、无机材料和/或有机材料，它们经紫外光固化后形成密封。维特克斯系统公司(VitexSystems)生产并销售一款商标为Batrix^TM的涂料，它提供了一种基于复合物的技术，即利用无机材料和有机材料的交替层密封OLED显示器。虽然这些类型的密封通常具有良好的机械强度，但它们很贵，而且在许多情况下，它们不能防止氧气和水分扩散到OLED显示器中。密封OLED显示器的另一种常规技术是采用金属焊接或软焊；然而，所得密封无法经受宽温度范围，因为OLED显示器中玻璃板与金属之间的热膨胀系数(CTE)差异较大。

已转让给康宁股份有限公司(Corning Incorporated)的美国专利第6998776号披露了密封玻璃封装体(如OLED显示器)的另一种技术，该专利的整体内容通过参考并入本文。此技术涉及激光熔结密封技术，它相比于常规环氧化物密封方法具有许多优点，如气密性高得多，在固定基材尺寸上具有高显示密度，可用于顶端发射器件。然而，该技术要利用大功率激光熔化玻璃料，这可能带来一个或多个不利结果。实际上，加热过程带来的热循环可能在OLED器件内造成热破坏。

在激光熔结密封技术中，玻璃料可结合到许多器件材料上，如阴极金属引线、氧化铟锡(ITO)和其它保护性材料。器件边上的每种材料具有不同的热性质(例如CTE、热容和热导率)。在完成激光密封过程之后，器件边上的不同热性质可能导致玻璃料与器件周边之间的结合强度发生显著变化。此外，激光熔结密封之后，阴极金属引线可能脱层。由于阴极通常由两种或三种不同金属元素的多层组成，每层可能具有不同的CTE，所以激光熔结密封中采用的较快加热和冷却工艺有时可能损害金属阴极，如“闪耀”效应(winkle effect)。金属引线的高热导率也是降低结合强度的一个可能诱因，这是因为用大功率激光加热玻璃料的过程中热分散较快。

因此，本领域需要克服与玻璃封装体如OLED显示器的公知密封技术相关的前述问题及其它缺陷。

发明概述

根据本发明的一个或多个实施方式，提供了用于气密封的封装体的方法和设备，所述气密性封装体包括：包含内表面和外表面的第一板；包含内表面和外表面的第二板；设置于第二板内表面上的玻璃料；以及直接或间接设置在以下两个内表面中至少一个内表面上的至少一个介电层：(i)至少与玻璃料相对的第一板内表面，(ii)至少直接或间接位于玻璃料上的第二板内表面。玻璃料受热后形成抵靠介电层的气密封。

封装体还可包括位于第一玻璃板内表面上的一个或多个电子组件。