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CN104882566B - 一种发光二极管封装结构和封装方法 - Google Patents

一种发光二极管封装结构和封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管的封装结构和封装方法，以解决现有技术的发光二极管以熔接玻璃材料的方式封装后，与金属引线直接接触的封框玻璃在脆点位置产生鱼鳞状所造成的产品不良的问题。所述发光二极管的封装结构，包括衬底基板、封装盖板和至少一条金属引线，所述衬底基板和所述封装盖板由封框玻璃粘接，所述封框玻璃包围所述衬底基板的显示区，所述金属引线由所述衬底基板的显示区经所述封框玻璃下方向外延伸；所述金属引线位于所述封框玻璃下方的部分在所述衬底基板上的垂直投影为曲线结构。

Description

一种发光二极管封装结构和封装方法
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种发光二极管封装结构和封装方法。
背景技术
有机光电子学目前已形成一个物理学、有机化学、信息电子科学和材料科学等诸多学科相互交叉的新兴研究学科。其中，有机电致发光器件、有机光伏器件和有机场效应晶体管为代表的有机光电子器件在新型平板显示、固体照明、柔性显示、高密度信息传输与存储、新能源和光化学利用等领域显现了广阔的应用前景，受到科学界和产业界的普遍关注。
绝大部分有机光电子器件由有机薄膜功能层及电极层构成。有机薄膜功能材料对大气中污染物、氧气和潮气都非常敏感。氧气与有机材料发生氧化生成的化合物有强烈的淬灭作用，明显降低器件的效率；水汽会使有机材料水解，有机功能层出现黑斑或暗斑，并且收缩。电极层多为化学性质活泼的金属，极易与空气中的氧气发生反应，在含有水汽的环境中更容易发生电腐蚀，产生针孔或鼓泡，使有机光电子器件的电阻率明显增大，导电性变差，并最终导致整个器件完全失效。
通常采用对有机光电子器件进行封装的方法来阻挡水分与氧气的侵入，以延长有机光电子器件的寿命。有机光电子器件的封装有多种方式：例如，采用不同类型的环氧树脂、无机材料和/或通过紫外光固化后形成密封的有机材料，但是这种方式对水蒸汽和氧气的阻隔能力并不理想；又例如，有机材料无机材料交替沉积的方式的薄膜封装，这种方式的封装设备昂贵且工艺复杂；又例如，采用熔接玻璃材料密封，该方式有优异的密封性能，且工艺简单、成本低。
如图1所示的以熔接玻璃材料的方式封装的有源矩阵有机发光二极管(ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode，AMOLED)的结构，包括衬底基板101和封装盖板(未示出)，位于衬底基板101的中间区域的显示区111，熔融玻璃材料形成的封框玻璃102。封框玻璃102围绕显示区111形成闭环形状，显示区111通过金属引线103连接驱动区(未示出)。金属引线103在封框玻璃102形成之前布设于衬底基板101。封框玻璃102形成之后，在某些区域金属引线103与封框玻璃102会出现交错或部分重叠，如虚线框104所示，虚线框104所对应位置的透视图如图2所示。封框玻璃102下方的金属引线103与封框玻璃102直接接触并粘着。但是，现有技术的采用熔接玻璃材料的方式得到的OLED的封装结构存在如下问题：由于玻璃材料与金属引线103的热膨胀系数具有较大的差异，因此在用激光进行玻璃材料熔接封装时，玻璃材料和金属引线103之间存在较大的热应力并沿直线形的金属引线103延伸并集中于封框玻璃102的内外边界处105(可称之为脆点位置)，使形成的封框玻璃102在脆点位置产生鱼鳞状，甚至衬底基板101与封框玻璃102脱离，造成产品不良。
发明内容
本发明的目的是提供一种发光二极管的封装结构和封装方法，以解决现有技术的发光二极管以熔接玻璃材料的方式封装后，与金属引线直接接触的封框玻璃在脆点位置产生鱼鳞状所造成的产品不良的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施例提供一种发光二极管的封装结构，包括衬底基板、封装盖板和至少一条金属引线，所述衬底基板和所述封装盖板由封框玻璃粘接，所述封框玻璃包围所述衬底基板的显示区，所述金属引线由所述衬底基板的显示区经所述封框玻璃下方向外延伸；所述金属引线位于所述封框玻璃下方的部分在所述衬底基板上的垂直投影为曲线结构。
本实施例中，所述发光二极管的所述金属引线在对应所述封框玻璃的位置形成曲线结构，所述封框玻璃与所述金属引线之间的热应力的分散，不会集中于一处或一点，避免封框玻璃与金属引线在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率。
优选的，所述曲线结构为波浪形。
优选的，所述金属引线的横截面图形上宽下窄，或者所述金属引线的横截面图形的两侧边为整体向内弯曲的非直线。本实施例中，侧边为整体向内弯曲的非直线的所述金属引线与玻璃材料形成的所述封框玻璃具有更好的键合强度。
优选的，所述金属引线的横截面图形是倒梯形；或者，所述金属引线的横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形，两个梯形的底边分别对应所述衬底基板和所述封装盖板。本实施例中，横截面图形是倒梯形或者横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形的所述金属引线，与玻璃材料形成的所述封框玻璃具有更好的键合强度。
优选的，所述金属引线为单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构。
优选的，所述金属引线为至少一层钛薄膜和至少一层铝薄膜构成的层叠结构。
优选的，所述金属引线为钛薄膜/铝薄膜/钛薄膜构成的层叠结构。
优选的，所述金属引线包括时钟信号线、电源线、地线、数据信号线和触控信号线中的任意一种或两种及以上。
本发明实施例有益效果如下：通过使所述发光二极管的所述金属引线在对应所述封框玻璃的位置形成曲线结构，使玻璃材料熔融形成所述封框玻璃时，所述封框玻璃与所述金属引线之间的热应力的延伸方向得以分散，从而热应力不会集中于一处或一点，避免封框玻璃与金属引线在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率。
本发明实施例提供一种发光二极管的封装方法，包括:
在衬底基板上形成金属引线，所述金属引线由所述衬底基板的显示区向外延伸，且所述金属引线的对应封框玻璃粘接位置的部分在所述衬底基板上的垂直投影为曲线结构；
在所述衬底基板上的沉积玻璃材料，并使所述玻璃材料覆盖所述金属引线的呈曲线结构的部分，所述玻璃材料包围所述衬底基板的显示区；
将封装盖板和所述衬底基板压合后，加热使所述玻璃材料熔融后形成封装玻璃并对所述衬底基板的显示区进行密封。
优选的，在衬底基板上形成金属引线，包括：
以单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构形成金属引线薄膜，通过构图工艺使所述金属引线薄膜形成横截面图形是倒梯形的所述金属引线；或者，通过构图工艺使所述金属引线薄膜形成横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形的所述金属引线，两个梯形的底边分别对应所述衬底基板和所述封装盖板。
优选的，加热使所述玻璃材料熔融后形成封装玻璃并对所述衬底基板的显示区进行密封，具体包括：
采用激光照射所述封框区，使所述玻璃材料熔融后形成所述封装玻璃，所述封装玻璃粘接所述衬底基板和所述封装盖板，并对所述衬底基板的显示区进行密封。
本发明实施例有益效果如下：通过使所述发光二极管的所述金属引线在对应所述封框玻璃的位置形成曲线结构，使玻璃材料熔融形成所述封框玻璃时，所述封框玻璃与所述金属引线之间的热应力的延伸方向得以分散，从而热应力不会集中于一处或一点，避免封框玻璃与金属引线在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率。
附图说明
图1为现有技术有机发光二极管以玻璃材料封装后的结构图；
图2为现有技术的有机发光二极管中，封框玻璃与金属引线交叠处透视图；
图3为本发明实施例提供的有机发光二极管中，封框玻璃与金属引线交叠处透视图；
图4为本发明实施例提供的第一种有机发光二极管在图3中AB处的局部截面图；
图5为本发明实施例提供的第二种有机发光二极管在图3中AB处的局部截面图；
图6为本发明实施例提供的第三种有机发光二极管在图3中AB处的局部截面图；
图7为本发明实施例提供的第四种有机发光二极管在图3中AB处的局部截面图；
图8为本发明实施例提供的金属引线的截面示意图；
图9为本发明实施例提供的有机发光二极管的封装方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例的实现过程进行详细说明。需要注意的是，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参见图3至图7，本发明实施例提供一种发光二极管的封装结构，包括衬底基板1、封装盖板2和至少一条金属引线3，衬底基板1和封装盖板2由封框玻璃4粘接，封框玻璃4包围衬底基板1的显示区，金属引线3由衬底基板1的显示区经封框玻璃4下方向外延伸；金属引线3位于封框玻璃4下方的部分在衬底基板1上的垂直投影为曲线结构。
通常，为了保证发光二极管的封装的可靠性(即确保密封)，封框玻璃4通常包围衬底基板1上的显示区，而为了驱动发光二极管，需要将金属引线3由显示区引出至封框玻璃4所包围的区域之外，可以接电性元件、信号线和电源线等等。金属引线3和封框玻璃4是直接接触的，金属引线3与封框玻璃4之间的存在热传递，封框玻璃4为玻璃材料熔融形成，在熔融玻璃材料形成封框玻璃4时，热量由玻璃材料向金属引线3传递，而金属引线3与玻璃材料之间的导热能力明显不同，在玻璃材料最终形成封框玻璃4后，金属引线3和封框玻璃4之间存在较大的热应力，由于本实施例中，金属引线3在对应封框玻璃4的位置形成曲线结构，优选的，该金属引线3的曲线结构为波浪形。如图3所示的金属引线3和封框玻璃4交叠处的透视图，金属引线3的曲线结构为波浪形，金属引线3的曲线结构的部分与封框玻璃4之间的热应力的延伸方向在金属引线3的不同位置是变化的，因此金属引线3与封框玻璃4之间的热应力分散，不会集中于一处或一点，避免封框玻璃4与金属引线3在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率；同时，由于金属引线3为曲线结构，也就意味着金属引线3与封框玻璃4的接触面积增大，可以增加粘附力。
需要说明的是，金属引线3的曲线结构不限于波浪形，也可以为其形状，以使金属引线3与封框玻璃4之间的热应力分散为目的。此外，金属引线3的曲线结构不适宜包含折线，因为折线在折角处会有较尖锐的部分，容易造成热应力集中并使封框玻璃4在该尖锐处产生鱼鳞状。
本实施例中，脆点位置可以理解为封框玻璃4、金属引线3和衬底基板1三者最初交界的位置，脆点位置如图3中的虚线框6所示。
封框玻璃4通常为玻璃材料制备，玻璃材料包括玻璃颗粒，玻璃颗料可以是氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化钒、氧化锌、氧化碲、氧化铝、二氧化硅、氧化铅、氧化锡、氧化磷、氧化钌、氧化铷、氧化铑、氧化铁、氧化铜、氧化钛、氧化钨、氧化铋和氧化锑等等材料中的一种或多种，在此不再赘述。
为了进一步提高增加粘附力，金属引线3的横截面图形上宽下窄，或者金属引线3的横截面图形的两侧边为整体向内弯曲的非直线。“非直线”可以理解为两点之间并非最短距离的线，例如：非直线可以是曲线或折线，非直线也可以是曲线、折线和直线线段中任意两种或全部相互组合形成的线。优选的，金属引线3可以设计横截面图形是倒梯形；或者，横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形，两个梯形的底边分别对应衬底基板1和封装盖板2。本实施例中，横截面图形是倒梯形或者横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形的金属引线3，与玻璃材料形成的封框玻璃4具有更好的键合强度，提高粘附力；同时，横截面图形是倒梯形或者两个梯形的顶边相对设置的组合图形的金属引线3在工艺上较容易实现。如图4所示，为第一种发光二极管在图3所示的AB处的横截面示意图，金属引线3的横截面图形是倒梯形。如图5所示，为第二种发光二极管在图3所示的AB处的横截面示意图，为两个梯形的顶边相对设置的组合图形，两个梯形的底边分别对应衬底基板1和封装盖板2。
需要说明的是，金属引线3可以直接形成于衬底基板1上，例如图4和图5所示。金属引线3也可以不直接形成于衬底基板1上，例如图6和图7所示的第三种发光二极管和第四种发光二极管分别在图3所示的AB处的横截面示意图，衬底基板1上形成有绝缘层5，金属引线3形成于绝缘层5之上。
金属引线3为单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构，例如单层的铝薄膜、铜薄膜和合金薄膜等等，也可以为两层或两层以上金属薄膜构成的层叠结构。金属引线3为两层或两层以上金属薄膜构成的层叠结构时，该两层或两层以上的金属薄膜可以相同也可以不同。例如：金属引线3为至少一层钛薄膜和至少一层铝薄膜构成的层叠结构。优选的，如图8所示，金属引线3为钛薄膜31、铝薄膜32、钛薄膜33构成的层叠结构。
基于发光二极管的不同应用场景，金属引线3可以包括时钟信号线、电源线、地线、数据信号线和触控信号线中的任意一种或两种及以上，在此不再赘述。
本发明实施例有益效果如下：通过使发光二极管的金属引线在对应封框玻璃的位置形成曲线结构，使玻璃材料熔融形成封框玻璃时，封框玻璃与金属引线之间的热应力的延伸方向得以分散，从而热应力不会集中于一处或一点，避免封框玻璃与金属引线在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率。
参见图9，本发明实施例提供一种发光二极管的封装方法，包括:
901，在衬底基板上形成金属引线，金属引线由衬底基板的显示区向外延伸，且金属引线的对应封框玻璃粘接位置的部分在衬底基板上的垂直投影为曲线结构。优选的，在衬底基板上形成金属引线，包括：
以单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构形成金属引线薄膜，通过构图工艺使金属引线薄膜形成横截面图形上宽下窄，或者通过构图工艺使金属引线薄膜形成横截面图形的两侧边为向内弯曲的曲线或折线的金属引线。优选的，形成横截面图形是倒梯形的金属引线；或者，形成横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形的金属引线，两个梯形的底边分别对应衬底基板和封装盖板。
902，在衬底基板上的沉积玻璃材料，并使玻璃材料覆盖金属引线的呈曲线结构的部分，玻璃材料包围衬底基板的显示区。
903，将封装盖板和衬底基板压合后，加热使玻璃材料熔融后形成封装玻璃并对衬底基板的显示区进行密封。优选的，采用激光照射封框区，使玻璃材料熔融后形成封装玻璃，封装玻璃粘接衬底基板和封装盖板，并对衬底基板的显示区进行密封。
本发明实施例有益效果如下：通过使发光二极管的金属引线在对应封框玻璃的位置形成曲线结构，使玻璃材料熔融形成封框玻璃时，封框玻璃与金属引线之间的热应力的延伸方向得以分散，从而热应力不会集中于一处或一点，避免封框玻璃与金属引线在脆点位置产生鱼鳞状，从而提高产品良率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种发光二极管的封装结构，包括衬底基板、封装盖板和至少一条金属引线，所述衬底基板和所述封装盖板由封框玻璃粘接，所述封框玻璃包围所述衬底基板的显示区，所述金属引线由所述衬底基板的显示区经所述封框玻璃下方向外延伸；其特征在于，所述金属引线位于所述封框玻璃下方的部分在所述衬底基板上的垂直投影为曲线结构；
所述金属引线的横截面图形上宽下窄，或者所述金属引线的横截面图形的两侧边为整体向内弯曲的非直线。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述曲线结构为波浪形。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述金属引线的横截面图形是倒梯形；或者，所述金属引线的横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形，两个梯形的底边分别对应所述衬底基板和所述封装盖板。
4.根据权利要求1至3任一项所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述金属引线为单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构。
5.根据权利要求4所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述金属引线为至少一层钛薄膜和至少一层铝薄膜构成的层叠结构。
6.根据权利要求5所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述金属引线为钛薄膜/铝薄膜/钛薄膜构成的层叠结构。
7.根据权利要求1所述的发光二极管的封装结构，其特征在于，所述金属引线包括时钟信号线、电源线、地线、数据信号线和触控信号线中的任意一种或两种及以上。
8.一种发光二极管的封装方法，其特征在于，包括:
在衬底基板上形成金属引线，所述金属引线由所述衬底基板的显示区向外延伸，且所述金属引线的对应封框玻璃粘接位置的部分在所述衬底基板上的垂直投影为曲线结构；
在所述衬底基板上的沉积玻璃材料，并使所述玻璃材料覆盖所述金属引线的呈曲线结构的部分，所述玻璃材料包围所述衬底基板的显示区；
将封装盖板和所述衬底基板压合后，加热使所述玻璃材料熔融后形成封装玻璃并对所述衬底基板的显示区进行密封；
所述金属引线的横截面图形上宽下窄，或者所述金属引线的横截面图形的两侧边为整体向内弯曲的非直线。
9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，在衬底基板上形成金属引线，包括：
以单层金属薄膜或至少两层金属薄膜的层叠结构形成金属引线薄膜，通过构图工艺使所述金属引线薄膜形成横截面图形是倒梯形的所述金属引线；或者，通过构图工艺使所述金属引线薄膜形成横截面图形是两个梯形的顶边相对设置的组合图形的所述金属引线，两个梯形的底边分别对应所述衬底基板和所述封装盖板。
10.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，加热使所述玻璃材料熔融后形成封装玻璃并对所述衬底基板的显示区进行密封，具体包括：
采用激光照射封框区，使所述玻璃材料熔融后形成所述封装玻璃，所述封装玻璃粘接所述衬底基板和所述封装盖板，并对所述衬底基板的显示区进行密封。
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