CN104966788A

CN104966788A - 封装材料、有机发光二极管器件及其封装方法

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Publication number: CN104966788A
Application number: CN201510446094.XA
Authority: CN
Inventors: 李娜
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2015-07-27
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2035-07-27
Also published as: CN104966788B; US20180138443A1; EP3331042B1; EP3331042A1; EP3331042A4; US10217959B2; WO2017016461A1

Abstract

本发明提供一种封装材料、有机发光二极管器件及其封装方法，属于封装技术领域，其可解决现有的封装材料形成的封装结构为黑色，从而影响透明显示器件美观的问题。本发明的封装材料包括主成分，所述主成分包括：稀土金属氧化物、氧化锌、三氧化二铝、二氧化硅。本发明的封装材料可用于进行封装，尤其是有机发光二极管器件的封装。

Description

封装材料、有机发光二极管器件及其封装方法

技术领域

本发明属于封装技术领域，具体涉及一种封装材料、有机发光二极管器件及其封装方法。

背景技术

有机发光二极管(OLED)器件作为一种新兴的平板显示器，特别吸引人们的关注，因为其具有良好的色彩对比度、主动发光、宽视角、能薄型化、响应速度快和低能耗等优点。然而有机发光二极管，特别是其中的电极和有机层，很容易因周围环境中的氧气和湿气进入有机发光二极管器件中而性能下降，严重影响其使用寿命。如果有机发光二极管内的电极和有机层与周围环境气密式隔绝开(封装)，则其寿命将显著增加。

然而，以上隔绝的要求很难达到。现有技术中，主要采用封装结构将有机发光二极管封闭两个基板之间，对其封装性能的要求如下：对氧的阻挡能力：10^-3厘米³/米²/天，对水的阻挡能力：10^-6克/米²/天。而且，封装结构的宽度应尽可能小(如1mm)，以减少其对有机发光二极管器件的尺寸的影响。同时，在封装过程中所需的温度应该尽可能低，以减少对有机发光二极管的电极、有机层等的影响，在封装过程中，一般要求距封装结构1～2毫米处的像素的温度不高于1000摄氏度。另外，封装结构应当是绝缘的，以便电连接部件(如外接薄膜电极)能够穿过封装结构而进入有机发光二极管中。

目前主要应用的封装手段为激光封装，例如激光扫描封装、激光点加热封装、矩阵激光封装等。激光扫描封装即一束激光投射到待封装的有机发光二极管器件表面的封装材料(玻璃粉)上，然后激光束沿着封装材料轮廓扫描一周，使封装材料熔融从而完成封装。激光点加热封装即在封装材料的不同位置进行激光点封装，最终达到封装要求。

但是，目前为了增加封装材料(玻璃粉)对激光的吸收，通常需要向其中加入氧化铋或者氧化钒等金属氧化物，而这些材料经激光固化后是黑色的，当其应用于透明显示器件(当然也包括透明光源等其他器件)中时，会在外界可见，从而严重影响产品的美观。

发明内容

本发明针对现有的封装材料形成的封装结构为黑色，从而影响透明显示器件美观的问题，提供一种可形成无色透明封装结构并可用于透明显示器件的封装材料、有机发光二极管器件及其封装方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种封装材料，其包括主成分，所述主成分包括：

稀土金属氧化物、氧化锌、三氧化二铝、二氧化硅。

优选的是，所述稀土金属氧化物为镧系稀土金属的氧化物。

进一步优选的是，所述镧系稀土金属的氧化物包括三氧化二镱、三氧化二铈、三氧化二铕、三氧化二铽、三氧化二钆中的任意一种或多种。

优选的是，所述主成分中各组分的重量百分含量为：稀土金属氧化物：40～80wt％；氧化锌：1～20wt％；三氧化二铝：2～20wt％；二氧化硅：5～20wt％。

优选的是，所述主成分的各组分为粉末状。

进一步优选的是，所述封装材料还包括：粘结剂，所述主成分通过所述粘结剂粘合在一起。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种有机发光二极管器件，其包括：

相互对盒的第一基板和第二基板，所述第一基板或第二基板包括至少一个有机发光二极管；

设于两基板间的、围绕所述有机发光二极管的封装结构，所述封装结构由上述封装材料熔融后固化形成。

优选的是，所述有机发光二极管器件为有机发光二极管显示面板。

优选的是，所述有机发光二极管器件为无色透明有机发光二极管器件。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种有机发光二极管器件封装方法，其包括：

在第一基板上设置上述的封装材料；

将第一基板、第二基板对盒，其中所述第一基板或第二基板包括至少一个有机发光二极管，所述封装材料围绕所述有机发光二极管；

将所述封装材料熔融，所述封装材料固化后形成封装结构并将第一基板与第二基板粘接。

优选的是，将所述封装材料熔融包括：用激光照射所述封装材料以使其熔融。

进一步优选的是，所述激光的波长在200～1200nm。

进一步优选的是，所述激光为红外激光或紫外激光。

本发明的封装材料可用于进行封装，尤其是有机发光二极管器件的封装。

本发明的效果：现有技术中，为增加封装材料(玻璃粉)对激光的吸收，通常需要加入氧化铋或者氧化钒等金属氧化物，这些材料经激光固化后是黑色的，应用于透明显示器件会影响产品美观。而稀土元素氧化物的结构可使其主要吸收红外光和紫外光，故可见光范围内无吸收，由此其经特定波长的激光(如红外激光或紫外激光)熔融并且固化后是无色透明的，故可用于替代现有玻璃粉中用于吸收激光并导致封装结构呈黑色的成分(氧化铋或者氧化钒)，从而使所得的透明显示器件美观。

下面对本发明的内容进行进一步陈述，但应当理解，以下描述并不构成对本发明保护范围和作用原理的限定。

具体的，本发明中掺入的稀土元素氧化物优选包括三氧化二镱(Yb₂O₃)、三氧化二铈(Ce₂O₃)、三氧化二铕(Eu₂O₃)、三氧化二铽(Tb₂O₃)、三氧化二钆(Gd₂O₃)，以上五种稀土金属氧化物的主要吸收波长分别为975nm、210～251nm、375～394nm、284～477nm、272～275nm。可见，以上的吸收波长主要处于红外光或紫外光的范围，是不可见的，故由其形成的封装结构也是无色透明的，当把其用于透明显示时，不会影响显示效果，并可使产品美观。

同时，本发明的封装材料具有较低的熔点，故在封装过程中对有机发光二极管的影响小；同时其具有与玻璃基板相适应的热膨胀系数，故在封装过程中封装材料的分布均匀，可将两基板完全粘接而不会由于封装材料在加热时发生位移形变而出现气孔，能达到很好的密封性能，有效隔绝水分和氧气对有机发光二极管的损伤；而且，该封装材料不导电，可保护外接薄膜电极。

其中，本发明在封装中所用的激光源优选可以是半导体激光器，待封装的器件是优选为有机发光二极管器件：即先提供两块玻璃基板，并将配制好的封装材料(玻璃料)丝网印刷到上玻璃基板上，并进行预烧结以将封装材料沉积在上基板上，之后上基板与另一块形成有有机发光二极管的玻璃基板对盒，用以形成密封的有机发光二极管器件(如透明有机发光二极管显示面板)，然后用辐射源(如红外激光、紫外激光)加热封装材料，使其熔化并将两块基板粘接一起，同时保护有机发光二极管和外接薄膜电极不被破坏，有效防止氧气和湿气的进入，形成一个完整的密封结构。

附图说明

图1为本发明实施例的显示面板的剖面结构示意图；

其中，附图标记为：1、阵列基板；11、有机发光二极管；2、封装基板；3、封装结构。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明提供一种封装材料，其包括主成分，主成分包括稀土金属氧化物、氧化锌、三氧化二铝、二氧化硅。

其中，稀土金属氧化物优选为镧系稀土金属的氧化物，更优选包括三氧化二镱(Yb₂O₃)、三氧化二铈(Ce₂O₃)、三氧化二铕(Eu₂O₃)、三氧化二铽(Tb₂O₃)、三氧化二钆(Gd₂O₃)中的任意一种或多种。本发明的封装材料(玻璃料)中包括以上的主要成分，其中五种稀土金属氧化物的主要吸收波长分别为975nm、210～251nm、375～394nm、284～477nm、272～275nm，由于以上的吸收波长基本处于红外光或紫外光的范围内，是不可见的，故由其形成的封装结构也是无色透明的，当把其用于透明显示时，不会影响显示效果，并可使产品美观。

同时，该封装材料中的各种组分可很好的相互配合，从而保证该封装材料的熔点低，封装过程中对有机发光二极管的影响小，且其热膨胀系数与玻璃基板匹配，封装过程中封装材料分布均匀，不会由于封装材料在加热时发生位移形变而出现气孔，能达到很好的密封性能，有效隔绝水分和氧气对有机发光二极管的损伤，并可将两基板很好的粘接在一起；而且，该封装材料不导电，可保护外接薄膜电极。

优选的，封装材料的主成分中各组分的重量百分含量为：

稀土金属氧化物：40～80wt％；

氧化锌：1～20wt％；

三氧化二铝：2～20wt％；

二氧化硅：5～20wt％。

经研究发现，各组分处于以上的含量范围内对封装材料的性能最有利。

优选的，以上主成分的各组分为粉末状。

也就是说，封装材料的主要成分优选可为各组分的粉末混合组成的“玻璃粉”，从而其制备方便且各组分混合均匀。通常而言，以上粉末的粒径可在0.1微米～10微米。

具体的，封装材料可仅包括主成分，而不包括其他的组分，例如，可对主成分的各组分的粉末进行研磨混合，从而得到封装材料。

作为本发明的另一种方式，除主成分外，封装材料中还可含有粘结剂。

也就是说，还可用粘结剂将以上主成分的粉末粘结在一起，形成条块状的固体产品，这样只要将这些条块摆放在基板上即可使用，比较方便。其中，可用的粘结剂包括硝基纤维素、乙基纤维等，其用量以可将主成分的粉末固化在一起为准，无特别要求，一般在0.5ml/g frit，即每克玻璃粉对应0.5ml的粘结剂。

本发明还提供一种有机发光二极管器件，其包括：

相互对盒的第一基板和第二基板；

设于两基板间的封装结构，封装结构由上述的封装材料熔融后固化形成。

其中，如图1所示，有机发光二极管器件包括两个基板(阵列基板1和对盒基板2)，其中阵列基板1上设有有机发光二极管11，而两基板间包括围绕有机发光二极管11的封装结构3(玻璃料封条)，从而可将有机发光二极管11封闭在由两基板和封装结构3组成的空间中，该封装结构3是由上述封装材料熔融后再固化形成的。

优选的，该有机发光二极管器件为有机发光二极管显示面板。

也就是说，有机发光二极管器件优选为用于进行显示的有机发光二极管显示面板。当然，有机发光二极管器件也可为光源等其他含有有机发光二极管的器件。

优选的，该有机发光二极管器件为无色透明有机发光二极管器件(如无色透明有机发光二极管显示面板)。

由于上述封装材料形成的封装结构是无色透明的，外观比较好看，故其优选用于无色透明有机发光二极管器件中。

本发明还一种有机发光二极管器件封装方法，其包括：

在第一基板上设置上述的封装材料；

也就是说，可先将上述封装材料布置在一个基板上(如封装基板)的预定区域中，之后将其两基板(如封装基板和阵列基板)对盒，再使封装材料熔融(如用激光)，而封装材料固化后形成封装结构，从而将两基板粘结在一起，并将有机发光二极管封闭。

具体的，本实施例的封装材料进行封装时可使用半导体激光器，待封装的器件为有机发光二极管器件，即可通过封装材料形成封装有机发光二极管器件的玻璃外壳。其具体方法可如下：先提供两块玻璃基板，其中阵列基板上设有有机发光二极管；之后将配制好的封装材料丝网印刷到封装基板上，并进行预烧结以将封装材料沉积在其上；在将封装基板与阵列基板对盒，将有机发光二极管封闭起来；然后用辐射源(如红外激光、紫外激光)加热封装材料，使其熔化后形成封装结构并将两基板粘接在一起，同时保护有机发光二极管外接的薄膜电极不被破坏，有效的防止氧气和湿气的进入，形成一个完整的密封结构(即有机发光二极管显示面板)。

优选的，将封装材料熔融包括：用激光照射封装材料以使其熔融；而上述激光的波长优选在200～1200nm，更优选为红外激光或紫外激光。

也就是说，封装所用激光的波长优选处于以上的范围内。由于稀土金属氧化物的主要吸收波长处于不可见光的范围，故此时激光更优选也应为红外激光或紫外激光，即激光波长优选在200～400nm或760～1200nm。其中，具体的激光波长可根据稀土金属氧化物的种类而定，当稀土金属氧化物包括三氧化二镱(Yb₂O₃)时，可选择波长760～1200nm的激光，而当稀土金属氧化物包括三氧化二铈(Ce₂O₃)、三氧化二铕(Eu₂O₃)、三氧化二铽(Tb₂O₃)、三氧化二钆(Gd₂O₃)时，则可选择波长200～400nm的激光。

实施例：

下面制备不同的封装材料，并用其形成封装结构，以验证封装材料的性能。

具体在，在各实施例中，均采用以下的方法制备封装材料和形成封装结构：

S01、将封装材料的主成分的各组分的粉末共10克加入玛瑙研钵中，并加2ml的酒精，充分研磨混合10分钟。

S02、待酒精完全挥发后加入被溶剂溶解的粘结剂，调出糊状的材料；其中，溶剂为2克的乙酸戊酯，粘结剂为5克的乙基纤维素(或硝基纤维素等)。

S03、真空放置10分钟，使糊状材料内的气体完全排除。

S04、用丝网印刷方式将糊状材料印刷在玻璃基板上，形成带状的封装材料。

S05、在150～200℃的温度预烧结60分钟，之后在350℃保温20分钟，完全除去粘合剂，在基板上形成固化的条状封装材料。

S06、将封装材料的上表面打磨平，将该基板与另一基板对盒在一起。

S07、用波长200～1200nm的激光沿封装材料扫描一次，使其熔融后固化，形成封装结构；其中，激光输出功率为37.5W，扫描速度为2mm/s，且激光束的直径应比条状封装材料的宽度小，且优选您的，在扫描时还可对两基板施加一定的压力。

其中，由于本发明的封装材料在封装时的形变量小，热应力低，故其对激光器和激光运行方式的要求不是很高，可使用半导体激光器，并且激光扫描封装、激光点加热封装、矩阵激光封装等方式均使用，此处以实用简便出发选择使用激光扫描封装。

S08、对所得的封装结构进行性能测试。

具体的，各实施例中所用的封装材料的主成分，以及相应的封装结构的性能如下：

实施例1：

本实施例的封装材料主成分的组成为：

三氧化二镱(稀土金属氧化物)：40wt％；

氧化锌：20wt％；

三氧化二铝：20wt％；

二氧化硅：20wt％。

封装所用的激光波长为：975nm。

由该封装材料形成的封装结构的性能为：

颜色：无色透明；

膨胀系数：-85×10^-7/℃

氧阻挡能力：0.8×10^-3厘米³/米²/天；

水阻挡能力：0.75×10^-6克/米²/天。

实施例2：

本实施例的封装材料主成分的组成为：

三氧化二铈(稀土金属氧化物)：80wt％；

氧化锌：1wt％；

三氧化二铝：14wt％；

二氧化硅：5wt％。

而由该封装材料形成的封装结构的性能为：

封装所用的激光波长为：244nm。

由该封装材料形成的封装结构的性能为：

颜色：无色透明；

膨胀系数：-75×10^-7/℃

氧阻挡能力：0.77×10^-3厘米³/米²/天；

水阻挡能力：0.7×10^-6克/米²/天。

实施例3：

本实施例的封装材料主成分的组成为：

三氧化二铕和三氧化二铽(稀土金属氧化物)：75wt％，其中三氧化二铕和三氧化二铽的质量比为1∶1；

氧化锌：13wt％；

三氧化二铝：2wt％；

二氧化硅：10wt％。

封装所用的激光波长为：364nm。

由该封装材料形成的封装结构的性能为：

颜色：无色透明；

膨胀系数：-91×10^-7/℃

氧阻挡能力：0.88×10^-3厘米³/米²/天；

水阻挡能力：0.9×10^-6克/米²/天。

实施例4：

本实施例的封装材料主成分的组成为：

三氧化二钆(稀土金属氧化物)：60wt％；

氧化锌：12wt％；

三氧化二铝：13wt％；

二氧化硅：15wt％。

封装所用的激光波长为：257nm。

由该封装材料形成的封装结构的性能为：

颜色：无色透明；

膨胀系数：-101×10^-7/℃

氧阻挡能力：0.91×10^-3厘米³/米²/天；

水阻挡能力：0.88×10^-6克/米²/天。

可见，本发明的封装材料形成的封装结构为无色透明的，用于透明有机发光二极管显示器件(或透明光源)时不会影响显示效果，可使产品美观；同时，其膨胀系数低，与玻璃基板匹配，故在激光加热过程中不会出现变形和位置，从而封装结构中无气泡，可将两基板很好的粘接在一起，并且封装性能也很好。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种封装材料，包括主成分，其特征在于，所述主成分包括：

稀土金属氧化物、氧化锌、三氧化二铝、二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的封装材料，其特征在于，

所述稀土金属氧化物为镧系稀土金属的氧化物。

3.根据权利要求2所述的封装材料，其特征在于，

所述镧系稀土金属的氧化物包括三氧化二镱、三氧化二铈、三氧化二铕、三氧化二铽、三氧化二钆中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的封装材料，其特征在于，所述主成分中各组分的重量百分含量为：

稀土金属氧化物：40～80wt％；

氧化锌：1～20wt％；

三氧化二铝：2～20wt％；

二氧化硅：5～20wt％。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的封装材料，其特征在于，

所述主成分的各组分为粉末状。

6.根据权利要求5所述的封装材料，其特征在于，还包括：

粘结剂，所述主成分通过所述粘结剂粘合在一起。

7.一种有机发光二极管器件，其特征在于，包括：

设于两基板间的、围绕所述有机发光二极管的封装结构，所述封装结构由权利要求1至6中任意一项所述的封装材料熔融后固化形成。

8.根据权利要求7所述的有机发光二极管器件，其特征在于，

所述有机发光二极管器件为有机发光二极管显示面板。

9.根据权利要求7所述的有机发光二极管器件，其特征在于，

所述有机发光二极管器件为透明有机发光二极管器件。

10.一种有机发光二极管器件封装方法，其特征在于，包括：

在第一基板上设置权利要求1至6中任意一项所述的封装材料；

11.根据权利要求10所述的有机发光二极管器件封装方法，其特征在于，将所述封装材料熔融包括：

用激光照射所述封装材料以使其熔融。

12.根据权利要求11所述的有机发光二极管器件封装方法，其特征在于，

所述激光的波长在200～1200nm。

13.根据权利要求12所述的有机发光二极管器件封装方法，其特征在于，

所述激光为红外激光或紫外激光。