CN102439750B - 具有第一和第二基板的构件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有第一基板(1)和第二基板(2)的构件。所述第一基板(1)上布置有至少一个含至少一种有机材料的光电子元件(4)。所述第一基板(1)和所述第二基板(2)如此相对布置，以使所述光电子元件(4)置于所述第一基板(1)和第二基板(2)之间。此外，所述第一基板(1)和第二基板(2)之间还布置有连接材料(3)，所述连接材料包围所述光电子元件(4)，并且使所述第一和第二基板(1，2)以机械方式相互连接。所述连接材料(3)包含含量大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％且包括10重量％的氧化银。此外，所述连接材料(3)还包含至少一种用于改变，优选用于降低所述连接材料(3)的热膨胀系数的填料(5)。本发明还涉及一种用于制造这种构件的方法。
Description
本专利申请要求德国专利申请102009019518.1和102009036395.5的优先权，其各个的公开内容引于此文。
本发明涉及一种具有第一和第二基板的构件。此外，本发明还涉及这种构件的制造方法。
置于两基板之间的有机发光二极管(OLED)可利用粘合剂层密封。所述粘合剂层存在于两基板之间。所述粘合剂例如由UV-辐射硬化。因为所述粘合剂层是不完全不透氧和不透水蒸汽的，所以这些气体可逐渐经粘合剂层扩散入OLED中。因为所述OLED是不耐氧和不耐氢的，所以会导致OLED受损以及导致OLED的寿命降低。
为提高OLED的寿命，可在基板之一中形成孔穴，并在所述孔穴中加入吸气剂。
吸气剂特别是一种化学反应性材料，其用于保持尽可能长的真空。在吸气剂的表面上，气体分子与吸气剂材料的原子发生直接的化学接合或所述气体分子通过吸收而固定。以此方式“俘获”气体分子。
但通过在基板之一中形成的孔穴和通过加入到孔穴中的吸气剂却不利地增加了这种构件的成本和制造耗费。
例如由US6998776B2已知一种具有两个基板和置于其中的OLED的装置。
本发明的目的在于提供一种改进型的构件，其可保护有机的光电子元件免受环境影响，同时其具有低成本和简化的制造过程。
所述目的特别是通过根据本发明的的构件和根据本发明的其制造方法实现的。
在所述构件的一个实施方案中提供第一基板和第二基板，在所述第一基板上布置有至少一个包含至少一种有机材料的光电子元件。
所述第一基板和所述第二基板优选如此相对布置，以使所述光电子元件置于所述第一基板和第二基板之间。
在另一个实施方案中，第一基板和所述第二基板之间布置有连接材料，所述材料包围所述光电子元件，并且以机械方式相互连接所述第一和第二基板。优选是所述连接材料环绕所述光电子元件。特别优选是所述连接材料完全环绕所述光电子元件。例如所述连接材料呈框形包围所述光电子元件。
所述连接材料优选是含氧化银的，其氧化银的含量为大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％。特别是所述氧化银不是源于杂质，而是作为组分或掺杂物有意地加入到所述连接材料中。
所述连接材料优选包含至少一种用于改变，优选用于降低所述连接材料的热膨胀系数的填料。
在一个特别优选的实施方案中，所述构件具有第一基板和第二基板，在所述第一基板上布置有至少一个含至少一种有机材料到光电子元件。所述第一基板和第二基板如此相对布置，以使所述光电子元件置于所述第一基板和所述第二基板之间。所述第一基板和第二基板之间布置有连接材料，所述连接材料包围所述光电子元件，并且使所述第一和第二基板以机械方式相互连接。所述连接材料包含含量为20至70重量％且包括两端点的氧化银。此外，所述连接材料还包含至少一种用于改变，优选用于降低所述连接材料的热膨胀系数的填料。
所述光电子元件优选完全由第一基板、第二基板和连接材料所包围。所述两基板和所述连接材料优选形成其中布置有光电子元件的封闭的小室。所述小室由两基面特别是第一基板和第二基板和侧面特别是连接材料组装成，所述侧面与所述两基面相互连接。
在所述连接材料和光电子元件之间优选有间距。特别优选的是，所述连接材料在第一基板上布置在所述光电子元件旁边，所述连接材料与所述光电子元件呈横向间隔。特别是所述连接材料不与所述光电子元件相接触。
特别优选通过连接材料来实现保护所述有机的光电子元件特别是免受环境影响，所述连接材料如此布置在第一和第二基板之间，以使所述连接材料在第一基板和第二基板之间呈机械连接。
环境影响特别意指空气和/或湿汽进入所述构件。空气和/或湿汽进入所述构件会导致所述有机的光电子元件受损或完全导致其失效。
排除水蒸汽、氧和湿汽的结果有利地增加所述光电子元件的寿命。此外，还有利地降低吸气剂的用量或完全不使用吸气剂。由此有利地得到可简化制造的和可低成本制造的构件。
所述不透空气的封闭优选利用含氧化银和至少一种填料的连接材料实现，其氧化银的含量大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％，所述填料用于改变，优选用于降低所述连接材料的热膨胀系数。
例如在专利文献DE4128804A1和DE2222771A1中描述了一种包含在20重量％和70重量％之间的氧化银玻璃焊剂及其制造，其公开内容通过引用并入本文。
在一个优选实施方案中，所述连接材料的氧化银的含量为大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％70重量％之间且包括10重量％。
在另一个优选实施方案中，所述连接材料包含无铅玻璃。特别优选是所述连接材料是无铅玻璃。
在另一个优选实施方案中，所述连接材料包含低熔点玻璃。特别优选是所述连接材料是低熔点玻璃。
更优选，所述连接材料是无铅低熔点玻璃。
低熔点玻璃特别是在低于600℃，优选低于500℃，特别优选低于400℃，理想是低于350℃的烘烤温度下具有非常低的软化点的玻璃。
在一个优选实施方案中，所述连接材料包含玻璃烧结料。玻璃烧结料特别是在制造玻璃熔体时的中间产物。所述玻璃烧结料通过玻璃粉的表面熔化而形成，其中所述玻璃粒熔合在一起。所述玻璃烧结料特别是由多孔材料组成。
在另一个实施方案中，所述连接材料包含玻璃焊剂。例如从文献US6936963B2中已知一种用于包封构件的玻璃焊剂，其公开内容通过引用并入本文。
在所述构件的另一个优选的扩展方案中，所述填料具有负的热膨胀系数。适用的填料的实例例如描述于Georgi，Ch.undKern，H.，TechnischeIlmenau，InstitutfuerWerkstofftechnik的文章：“mitnegativerthermischerAusdehung”，其公开内容通过引用并入本文。特别是将其中第4页所列的表1通过引用并入本文。
在一个优选实施方案中，在连接材料中的所述填料的含量低于50体积％，优选低于30体积％。
在所述构件的另一个优选的扩展方案中，所述连接材料含至少一种吸收射线(辐射)的组分和/或其它填料。所述组分和/或填料优选吸收至少部分的红外射线和/或紫外射线。所述连接材料与其中所含的组分和/或其它填料优选吸收20％的红外和/或紫外射线，优选吸收40％，特别优选60％或更多的红外和/或紫外射线。
特别是包含在红外或紫外射线波长范围内具有吸收特性的其它填料的连接材料有利地具有热绝缘特性。此外，在所述波长范围内呈吸收性的连接材料还可保护有机的光电子元件免受日光照射。
所述其它填料可特别是吸收射线的元素或化合物。例如所述填料是氧化钒、尖晶石或尖晶石化合物。
尖晶石特别是化学式为MgAl2O4的以立方晶系结晶的镁铝氧化物矿物质。此外，尖晶石化合物类也适合作为具有吸收特性的其它的填料。尖晶石化合物具有与尖晶石相似的晶体结构，并且特别是通式为AP2X4的化学化合物，其中A是两价的金属阳离子，P是三价的金属阳离子，X主要是氧化物或硫化物。尖晶石化合物的实例特别是镁尖晶石(MgAl2O4)、锌尖晶石(ZnAl2O4)或钴尖晶石(CoAl2O4)(铝酸钴)。
所述其它的填料例如可以是所述连接材料的组成成分本身。另外，所述其它的填料也可其后混入到所述连接材料中。
在一个优选实施方案中，所述第一基板和/或第二基板各为玻璃基板。
特别优选所述第一基板和/或第二基板由窗玻璃制成。
窗玻璃特别意指含钙含钠玻璃，其例如含碳酸钙。此外，在窗玻璃中还可含其它的碳酸盐和/战氧化物以及杂质。这种玻璃也称为钠钙玻璃。
与硼硅酸盐玻璃相比，窗玻璃是廉价材料。由此，可低成本制造包含有由窗玻璃制成的第一基板和第二基板的构件。
所述光电子元件是有机发光二极管(OLED)。此外，所述光电子元件还可以是有机光电二极管或有机的太阳能电池。
有机的结构元件特别是OLED特别易受环境影响如水蒸汽或氧的侵蚀。因此利用连接材料防水蒸汽和氧渗入对OLED而言是特别有利的。
在所述构件的一个优选的实施方案中，所述构件具有第一基板和第二基板，在所述第一基板上布置至少一个含至少一种有机材料的光电子元件。所述第一基板和所述第二基板如此相对布置，以使所述光电子元件置于第一基板和所述第二基板之间。在所述第一基板和所述第二基板之间布置有连接材料，所述材料包围所述光电子元件，并且以机械方式相互连接所述第一和第二基板。所述连接材料包含其含量为大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％的氧化银和任选的用于改变，优选用于降低所述连接材料的热膨胀系数的填料。所述连接材料是一种低熔点的无铅玻璃，并含至少一种可吸收射线的组分和/或其它填料如氧化钒、尖晶石或尖晶石化合物。需要时所述连接材料还可含优选具有负的热膨胀系数的其它填料。在所述连接材料中所述填料的含量低于50体积％，优选低于30体积％。
这种含任选的用于降低膨胀系数的填料的含氧化银的低熔点连接材料特别可在低温下实现构件防氧和防水蒸汽渗入的封闭。排除水蒸汽、氧和湿汽的结果可有利地增加所述光电子元件的寿命。此外，还有利地降低吸气剂的用量或完全不使用吸气剂。由此有利地降低了制造的成本。
一种用于制造具有第一基板、第二基板、光电子元件和连接材料的构件的方法包括下列工艺步骤：
-制造第一基板，其上布置有至少一个其含至少一种有机材料的光电子元件，
-制造第二基板，
-在第一或第二基板上布置连接材料，所述连接材料包含其含量为大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％的氧化银和任选加入的用于改变，优选用于降低所述连接材料的热膨胀系数的填料，
-如此相对布置所述第一基板和所述第二基板，以使所述光电子元件和所述连接材料置于所述第一基板和第二基板之间，所述连接材料包围所述光电子元件，和
-熔化所述连接材料，以使所述第一基板和第二基板相互呈机械连接。
所述连接材料可布置在第二基板上。在此情况下，接着将所述第一基板和第二基板如此相对布置，以使所述连接材料包围所述光电子元件。
另外，所述连接材料还可布置在第一基板上，这时所述连接材料经如此施加，以使所述连接材料包围所述光电子元件由。所述光电子元件优选在连接材料之后施加到第一基板上。在此情况下，接着将第二基板如此布置到第一基板上，以使光电子元件和连接材料布置在第一和第二基板之间。
所述方法的有利方案类似于从所述构件的有利方案所得出的，反之亦然。利用所述方法可制造这里所述的构件。这表明，与所述构件有关的明显的技术特征对所述方法也是显而易见的。
通过这种方法可制造一种包含有机的光电子元件的构件，其中通过密封保护所述有机的光电子元件以免受环境如湿汽或空气的影响。所述构件有利地以低成本制造，因为通过所述连接材料的特殊组成，特别是高含量的氧化银和用于降低膨胀系数填料，而减少了吸气剂的用量，特别有利的是可完全弃用吸气剂。
为了施加到所述基板之一上，所述连接材料优选具有膏状稠度，以使所述连接材料可从一点开始优选呈无间断地施加，以形成封闭的框。施加连接材料后，所述连接材料优选与施加有连接材料的基板一起烧结。
另一方案是所述连接材料具有粉末状的稠度，并经喷洒到基板之一上。
为熔化所述连接材料，优选使用小于400℃的温度。特别是使用可在小于400℃下熔化的所述连接材料的组成。优选是所述连接材料在例如330℃和更低的烘烤温度下产生优良的附着强度，由此，可在此烘烤温度下既有利地实现不透氧和不透水蒸汽的密封。
在一个优选方案中，所述连接材料的熔化局部通过旋转的辐射源如激光射线实现的。为此利用激光射线暂时局部软化所述连接材料，接着通过冷却使连接材料硬化。
所述构件和所述制造方法的其它技术特征、优点、优选方案和实用性由下面与图1至4相关所述的方案实施例给出。
附图说明
图1、2、3各以示意图示出本发明的构件的方案实施例，
图4示出一种有机的发光二极管(OLED)的示意截面图。
相同部件或起相同作用的部件分别采用相同的标号。所示的部件以及所述部件的相互大小比例并未按等比例绘出。
图1示出一种构件的示意俯视图。图2示出本发明的构件的示意截面图，例如图1的构件的示意截面图。所述构件具有第一基板1和第二基板2。在所述第一基板1和第二基板2之间布置有光电子元件4。所述光电子元件4含至少一种有机材料。
所述光电子元件4优选是发射射线的结构元件，特别优选是有机的发光二极管(OLED)。OLED的技术特征在于，所述OLED的至少一层包含有机材料。OLED例如具有特别在图4中所示的下列结构：
阴极47、诱发电子的层46、传导电子的层45、发射层44、传导空穴的层43、诱发空穴的层42和阳极41。
这些层之一，优选除阴极和阳极外的所有的层均包含有机材料。
此外，所述光电子元件4还可以是含至少一种有机材料的光电二极管或太阳能电池。
在所述第一基板1和第二基板2之间布置有连接材料3。所述连接材料3优选呈框形包围所述光电子元件4。此外，所述连接材料3以机械方式使所述第一基板1和第二基板2相互连接。
所述连接材料3优选完全包围所述光电子元件4。
所述连接材料3优选包含含量大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％的氧化银。特别优选是所述连接材料3包含含量为50至70重量％且包括两端点的氧化银。
此外，所述连接材料还包含至少一种用于改变，优选用于降低所述连接材料3的热膨胀系数的填料5。所述填料5优选具有负的热膨胀系数。所述连接材料3中填料5的含量优选低于50体积％，特别优选低于30体积％。通过填料5特别可有利地如此适配连接材料3的热膨胀系数，从而可实现所述有机的光电子元件4的改进的不透氧和不透水蒸汽的密封。由此特别可实现所述构件的长期不渗透的密封。
通过所述连接材料3的这种组成和通过用所述连接材料3对光电子元件4的完全包围，所述连接材料3可有利地保护光电子结构元件4免受环境影响。环境影响特别意指空气或湿汽透入所述构件。正是对所述具有至少一层有机层的光电子元件4，其与空气或湿汽的接触会有害地导致所述有机的光电5结构元件4的受损或完全导致其失效。这可通过所述连接材料3的特殊组成有利地加以避免。
因此，通过所述连接材料3对所述构建的不透气的密封明显有利地增加了所述有机的光电子元件4的寿命。
此外，还简化了所述构件的制造，因为通过所述连接材料3的特殊组成就不必要向基板1，2之一的孔穴中加入吸气剂材料。由此减少了所需吸气剂的用量或完全不用吸气剂。此外，有利的是不必对基板之一进行加工，特别是形成.孔穴和加入吸气剂。因此可有利地低成本制造这类构件。
所述第一基板1和/或第二基板2优选各为玻璃基板。特别优选是所述第一基板1和/或第二基板2包含窗玻璃。与其它玻璃材料如硼硅酸盐玻璃相比，窗玻璃是廉价材料。因此包含由窗玻璃制或的第一基板1和/或第二基板2的构件可有利地低成本制造。
所述连接材料3优选包含玻璃烧烧结料。另外，所述连接材料3还可包含玻璃焊剂。尤其是所述连接材料3优选为无铅的和/或低熔点的玻璃。
如图1所示，朝第二基板2俯视看，所述第一基板1优选侧面超出所述第二基板2。这表明所述第一基板1与第二基板2具有不同的基面尺寸，优选所述第一基板1具有比第二基板2更大的基面。
所述有机的光电子元件4的供电8，9优选在朝向第一基板1表面的光电子元件4上实现。所述供电8，9之一由光电子元件4的触点经所述光电子元件4的侧面导入到所述第一基板1，所述触点位于背向第一基板1的光电子元件4的侧面。沿所述光电子元件4的侧面的传导通过电绝缘层10与所述光电子元件4的层呈电绝缘。
所述光电子元件4的电接触示意性示于图2中。
由于所述第一基板1优选具有比第二基板2更大的基面，所述光电子元件4的电输送8，9可由连接材料3引出，并在那里电接通。特别是所述光电子元件4的电输送8，9在侧面突出第二基板2，由此所述电输送8，9的电接通可顺利实现。
图3示出的构件不同于图2示出的构件，不同处为其第一基板1和第二基板2之间布置有多个有机的光电子元件4。因此所述构件不限于仅一个光电子元件4的使用。所述有机的光电子元件4的数目可视所述构件的应用目的而变。
此外，与图2的构件的不同之处还在于，所述连接材料3含有其它的吸收射线的填料6。特别优选是所述其它的填料6吸收红外和/或紫外波长范围的射线。有利的是可避免对光电子元件4会有不利损伤的日光辐射。
所述其它的填料6例如是氧化钒、尖晶石或尖晶石化合物。
图3的构件与图2的构件的另一不同在于，所述连接材料3含有其它的物质7，其用作所述第一基板1和第二基板2的相互间隔件。另一方案是，在构件中可组合不是布置在连接材料3中的间隔件，而是布置在光电子元件4和连接材料3之间的间隔件(未示出)。
间隔件7用于有目的的确定第一基板1和第二基板2之间的固定间距。由此可避免在连接材料3软化过程中使基板1，2不降低由所述间隔件7所确定的间距，以致在制造工艺期间所述有机的光电子元件4不会由于所述第一基板1和第二基板2之间的过小间距而受损。
所述连接材料3的软化优选在小于400℃的温度下进行。
例如用于制造图1、图2或图3的构件的方法可具有下列的方法步骤：
在第二基板2上例如呈框形施加例如经喷洒施加连接材料3如玻璃烧结料，优选结烧结。此外，制造其上施加有有机的光电子元件4的第一基板1。
所述连接材料含有含量大于0重量％和小于100重量％，优选在5重量％和80重量％之间且包括5重量％，更理想是在10重量％和70重量％之间且包括10重量％的氧化银和至少一种用于改变，优选用于降低所述连接材料3的热膨胀系数的填料5。所述填料可直接含于连接材料3中或其后混入。
优选是将间隔件7和特别是吸收射线的其它填料6加入到所述连接材料3中。
将所述第一基板1置于所述第二基板2上。所述第一基板1定如此置于所述第二基板2上，以使所述有机的光电子元件4布置在第一基板1和所述第二基板2之间。此外，所述第一基板1和所述第二基板2相互如此布置，以使所述连接材料3如呈框形包围所述有机的光电子元件4。
接着利用低于400℃的温度可使所述连接材料3如此熔化，以使所述第一基板1和第二基板2相互呈机械相连接。
通过所述连接材料3的特殊组成可有利地实现所述第一基板1和第二基板2之间形成气密性的连接。因此可对OLED形成不透氧和不透水蒸汽的密封，由此可有利地增加所述构件的寿命。此外，还可避免使用吸气剂和与此相关的昂贵加工步骤。因此可有利地实现一种既简化又低成本的制造气密性构件的方法。
本发明不受按实施例描述的限制，而是包含所有的新技术特征以及所有技术特征的组合，甚至当这种技术特征或这种组合本身未在权利要求或实施例中明确给出的情况下，尤其是包括权利要求中的所有技术特征组合。
Claims (14)
1.一种具有第一基板(1)和第二基板(2)的构件，其中
-在所述第一基板(1)上布置有至少一个含至少一种有机材料的光电子元件(4)，
-所述第一基板(1)和所述第二基板(2)相对布置，以使所述光电子元件(4)置于所述第一基板(1)和第二基板(2)之间，
-所述第一基板(1)和第二基板(2)之间布置有连接材料(3)，所述连接材料包围所述光电子元件(4)，并且使所述第一和第二基板(1，2)以机械方式相互连接，
-所述连接材料(3)包含含量为20至70重量％氧化银，包括两端点值，和
-所述连接材料(3)包含至少一种降低所述连接材料(3)的热膨胀系数的填料(5)，
-所述连接材料(3)包含无铅玻璃并且包含至少一种吸收射线的组分并且所述组分是氧化钒，
-所述基板(1，2)由钠钙玻璃制造，
-所述光电子元件(4)的供电(8，9)在所述第一基板(1)的朝向所述光电子元件(4)的表面上进行，以及
-所述光电子元件(4)的供电(8，9)由所述光电子元件(4)的触点经所述光电子元件(4)的侧面导入到所述第一基板(1)，所述触点位于所述光电子元件(4)的背向第一基板(1)的侧面。
2.根据权利要求1的构件，其中所述连接材料(3)包含低熔点玻璃。
3.根据权利要求1的构件，其中所述连接材料(3)包含玻璃烧结料或玻璃焊剂。
4.根据权利要求3的构件，其中所述填料(5)具有负的热膨胀系数。
5.根据权利要求1至4之一的构件，其中在所述连接材料(3)中的填料(5)的含量低于50体积％。
6.根据权利要求4的构件，其中所述连接材料(3)中的填料(5)的含量低于30体积％。
7.根据权利要求1至4之一或6的构件，其中所述连接材料(3)包含吸收射线的其它填料(6)。
8.根据权利要求7的构件，其中所述其它填料(6)是尖晶石或尖晶石化合物。
9.根据权利要求1至4之一或6的构件，其中所述连接材料(3)包含至少一种其它的物质(7)，其用作所述第一基板和第二基板的相互间隔件。
10.根据权利要求1至4之一或6的构件，其中所述光电子元件(4)是有机发光二极管(OLED)。
11.根据权利要求1或3的构件，其中
-所述连接材料(3)是无铅玻璃和低熔点玻璃，
-所述填料(5)具有负的热膨胀系数，
-所述连接材料(3)中的填料(5)的含量低于30体积％，
-所述连接材料(3)含至少一种吸收射线的其它填料(6)，和
-所述其它填料(6)是尖晶石。
12.一种用于制造构件的方法，其包括下列步骤：
-制备第一基板(1)，其上布置有至少一个包含至少一种有机材料的光电子元件(4)，
-制备第二基板(2)，
-在第一或第二基板(1，2)上布置连接材料(3)，所述连接材料(3)包含含量为20至70重量％的氧化银，包括两端点值，并在所述连接材料(3)中加入至少一种降低所述连接材料(3)的热膨胀系数的填料(5)，
-相对布置所述第一基板(1)和所述第二基板(2)，以使所述光电子元件(4)和所述连接材料(3)置于所述第一基板(1)和第二基板(2)之间，所述连接材料(3)包围所述光电子元件(4)，和
-熔化所述连接材料(3)，以使所述第一基板和第二基板相互呈机械连接，
其中所述连接材料(3)包含无铅玻璃并且包含至少一种吸收射线的组分并且所述组分是氧化钒，以及
其中所述基板(1，2)由钠钙玻璃制造。
13.根据权利要求12的方法，其中制造按权利要求1至11之一所述的构件。
14.根据权利要求12或13的方法，其中使用低于400℃的温度进行熔化。
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