用于密封的玻璃组合件的承载框封装, 以及用于该承载框 封装的玻璃组合件 优先权 本申请要求于 2008 年 3 月 31 日提交的美国专利申请第 61/072,472 号的优先权。背景技术 发明领域
本发明涉及用来对密封的平板玻璃组合件进行封装、 用来将所述玻璃组合件安装 在最终产品中的支架、 框架和 / 或承载框, 还涉及用于所述支架、 框架或承载框的平板玻璃 组合件。所述平板玻璃组合件可以是例如等离子体、 液晶 (LCD) 或有机发光二极管 (OLED) 显示器面板, 具体来说是玻璃料密封的 OLED 显示器面板, 或者 OLED 照明产品。
背景技术
制造用于等离子体、 LCD 和 OLED 显示器的平面玻璃面板组合件涉及许多复杂的问 题。对于这些工艺的一个关键的要求是能够以兼顾成本、 性能和耐久性的方式将所述显示 器面板封装和安装在最终的器件中。基于有机发光二极管 (OLED) 技术的显示器对许多因 素, 例如扩散到 OLED 显示器中的氧气和水分特别敏感。为了使得 OLED 显示器面板具有令 人满意的寿命, 必须对其进行气密密封以防止氧气和水分进入显示器面板内, 或者必须在 面板内包含吸气剂材料, 从而将渗入显示器内的水分吸收掉。
一种密封 OLED 显示器面板组合件的方法是使用环氧树脂或者其它的聚合物粘合 剂将覆盖玻璃板的周边与背面玻璃板的周边密封。这样的聚合物密封不是气密性的, 需要 在显示器面板内包含吸气剂材料, 将渗透通过聚合密封材料的水分吸收掉, 由此抬高了显 示器面板的制造成本。
一种能够对 OLED 显示器面板进行气密密封、 因此无需使用吸气剂材料的方法是 使用玻璃料密封材料密封所述显示器面板的周边, 或者包封 OLED 材料。玻璃料较脆, 因此 在显示器面板受到机械冲击或弯曲的时候, 容易发生碎裂, 有可能造成气密密封的破坏。 冲 击应力和弯曲应力还有可能沿着组合件 1 的玻璃板边缘产生裂纹, 或者使得裂纹蔓延, 最 终这些裂纹会蔓延到玻璃料密封阻挡层内, 使得水分和氧气能够渗入组合件内。 因此, 人们 需要通过使得玻璃料密封的显示器面板或其它玻璃组合件对机械冲击和弯曲作用具有更 高的抵抗能力, 从而提高其结构完整性和耐久性。
为了保护组合件以防止其受到机械冲击和弯曲、 以及破坏气密密封的玻璃面板的 结构完整性的其它因素的影响, 所述组合件通常被封装在承载框 (bezel)、 框架 (mount) 或 支架 (frame) 中, 或者一个以上这些承载框、 框架或支架的组合中, 所述承载框、 框架或支 架能够为玻璃组合件提供支承结构和保护外壳。因为随着技术的发展和生产成本的降低, 等离子体、 LCD 和 OLED 显示器面板以及其它的气密密封的玻璃封装件不断地变得越来越 大, 因此人们需要对所述气密密封地玻璃组合件的封装技术进行进一步的改进。发明内容 为了减轻由于冲击可能造成的破坏, 本发明的一个方法对用于固定密封的显示器 组合件的承载框、 框架或支架进行了重新设计。所述承载框最终可以作为将功能显示器件 安装在最终产品中的主要部件。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以在密封的玻璃组合件或者承载框上施加 低弹性模量的材料, 这样所述材料在密封的玻璃组合件和承载框之间形成冲击吸收性中间 层。
根据本发明的一个或多个实施方式, 承载框可以包括矩形的后壁, 所述后壁具有 第一、 第二、 第三和第四周边边缘 ; 第一、 第二和第三侧壁, 这些侧壁分别从所述第一、 第二 和第三周边边缘向上延伸, 所述侧壁在后壁的两个角处结合起来。所述承载框可以提供以 下特征中的至少一种 : (a) 沿着所述后壁的第四周边边缘的增强结构 ; (b) 圆角 ; (c) 斜切 角; 以及 (c) 至少一个穿过后壁的开口。可以在密封的玻璃组合件和承载框中的至少一个 上提供粘合剂材料, 以便用粘合剂将密封的玻璃组合件固定于承载框中, 在密封的玻璃组 合件和承载框之间形成冲击吸收性中间层。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以提供盖子, 所述盖子具有前壁, 所述前壁 具有第一、 第二、 第三和第四周边边缘 ; 第一、 第二和第三侧壁, 这些侧壁分别从所述第一、 第二和第三周边边缘向上延伸, 可以将所述第一、 第二和第三盖子侧壁与所述第一、 第二和 第三承载框侧壁相连接。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以在所述玻璃封装件内提供 OLED 器件。可 以在盖子的前壁内形成开口, 所述 OLED 器件发出的光可以通过所述开口。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以对以下位置之一施加粘合剂 : 所述承载 框侧壁的内表面, 以及与承载框侧壁相对的玻璃封装件的周边边缘, 可以将所述密封的玻 璃组合件粘合在承载框内, 使得在玻璃封装件和承载框后壁之间形成间隙。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以在所述玻璃封装件和承载框后壁之间的 间隙内提供低弹性模量材料的冲击吸收性中间层。所述材料可以由以下物质形成 : 泡沫材 料, 陶瓷纤维布, 低弹性模量的聚合物有机涂层, 围绕所述玻璃封装件周边的橡胶 O- 形环, 朝着玻璃封装件的边缘粘合于承载框壁的橡胶 O- 形环, 以及 / 或者围绕靠近承载框各个角 的销子 ( 所述销子是承载框的部件 ) 的 O- 形环, 从而所述橡胶 O- 形环同与角区域相邻的 玻璃面板的边缘接触。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以对以下之一施加至少一个胶带 : 所述承 载框后壁的内表面, 以及密封的玻璃组合件的底面。 可以使用一个或多个胶带, 所述带可以 大体以环形的图案设置。可以在粘合剂环之内、 玻璃封装件和承载框的后壁之间设置低弹 性模量材料的冲击吸收性中间层。
根据本发明的一个或多个实施方式, 密封的玻璃组合件可以由第一和第二矩形玻 璃板形成, 所述玻璃板具有圆角或者斜切角。可以将对水分和环境大气中的至少一种敏感 的元件放置在所述第一和第二玻璃板之间。 玻璃料密封材料可以在所述第一和第二玻璃板 之间延伸, 围绕所述元件, 将所述第一和第二玻璃板连接起来, 从而将所述元件基本上气密 密封在玻璃封装件之内。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述玻璃组合件可以容纳至少一个电子器
件, 例如玻璃料密封的玻璃 OLED 显示器面板。所述组合件的第一玻璃板在一个尺度可以比 第二玻璃板长, 从而第一玻璃板的一部分延伸超过第二玻璃板约 5 毫米的距离。可以将电 触点设置在所述第一玻璃板的延伸部分上。 电引线可以从所述延伸部分上的电触点延伸出 来, 穿过玻璃料密封, 到达密封在玻璃料内的至少一个电子器件, 同时不会损害气密玻璃料 密封。
根据本发明的一个或多个实施方式, 可以对以下位置之一施加粘合剂 : 所述承载 框侧壁的内表面, 以及与承载框侧壁相对的玻璃封装件的周边边缘, 可以将所述密封的玻 璃组合件固定于承载框内, 从而在玻璃封装件和承载框后壁之间形成间隙。可以在所述间 隙内设置低弹性模量材料的冲击吸收性中间层。所述冲击吸收性中间层可以跨越所述间 隙, 可以粘合于所述承载框后壁和所述密封的玻璃组合件。所述冲击吸收性中间层可以由 以下物质形成 : 泡沫材料, 陶瓷纤维布和 / 或低弹性模量的聚合物有机涂层。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述密封的玻璃组合件可以是玻璃料密封的 玻璃 OLED 器件。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述冲击吸收性中间层可以由以下物质形 成: 泡沫材料, 陶瓷纤维布和 / 或低弹性模量的聚合物有机涂层。 根据本发明的一个或多个实施方式, 所述承载框可以由以下材料形成 : 丙烯酸酯、 塑料、 复合材料、 铝、 钛合金和 / 或不锈钢。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述粘合剂可以由胶带、 有机硅类粘合剂或 其它有机粘合剂形成。
根据本发明的一个或多个实施方式, 密封的玻璃组合件可以由第一和第二矩形玻 璃板形成, 所述玻璃板具有至少两个圆角或者斜切角。所述第一玻璃板在一个尺度上比第 二玻璃板长, 因此第一玻璃板的一部分延伸超过第二玻璃板。可以将对热以及对水分和环 境大气中的至少一种敏感的元件放置在所述第一和第二玻璃板之间。 玻璃料密封材料可以 在所述第一和第二玻璃板之间延伸, 围绕所述元件, 将所述第一和第二玻璃板连接起来, 从 而形成基本气密的密封。 电引线可以位于第一玻璃板的延伸部分上, 延伸穿过玻璃料密封, 到达至少一个电子器件, 而且不会损害气密密封。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述玻璃组合件的第一玻璃板的延伸部分延 伸超过第二玻璃板的距离可以约为第二玻璃板对角线的 0.1-5%。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述第一玻璃板可以比第二玻璃板厚。
根据本发明的一个或多个实施方式, 所述玻璃组合件可以沿着所述第一玻璃板的 延伸部分在第一玻璃板和第二玻璃板的结合处、 在玻璃组合件的角上、 或者沿着玻璃组合 件的整个周边边缘, 包括弹性增强材料。
本发明的各种实施方式通过以下的至少一种作用, 改进密封的玻璃组合件 ( 例如 玻璃料密封的组合件 ) 的机械整体性以及可靠性 : 抑制冲击产生的高应力, 以及抵抗弯曲 作用力, 所述高应力以及弯曲作用力会导致所述组合件开裂和脱层。本发明除了可以改进 玻璃料密封提供的气密性、 保护所述气密密封如玻璃料密封以外, 还可以增强玻璃组合件 的玻璃板之间的机械粘合。
本领域技术人员在结合附图阅读本发明说明后, 将清楚地了解本发明的其它方 面、 特征、 优点等。
附图说明 为了图示本发明的各方面, 附图显示了可采用的简化形式, 其中相同的数字表示 相同的部分, 但是, 应理解, 本发明不限于所示的精确配置和方式, 而是仅由权利要求限定。 附图可能不是按比例绘制的, 附图的各部分可能相互之间不是按比例绘制的。
图 1A 和 1B 分别显示了现有技术的 OLED 玻璃料密封的器件以及现有技术的承载 框架的等角示意图 ;
图 2 是根据本发明的具有圆角的承载框架的第一实施方式的等角示意图 ;
图 3 是图 2 的承载框架的改良形式的等角示意图, 其中在后板内具有切口 ;
图 4 显示了根据本发明的承载框架的等角示意图, 其中在承载框的开放电引线边 缘具有增强结构 ;
图 5A 和 5B 分别是根据本发明的承载框架的等角示意图和截面图, 其具有顶盖 ;
图 6 是根据本发明的承载框架的等角示意图, 其后板上具有粘合剂和泡沫材料支 承件, 用来将显示器面板安装和支承在承载框之内 ;
图 7A 和 7B 分别是根据本发明的承载框架的等角示意图和截面图, 所述承载框架 包括位于侧壁内的粘合剂, 用来将显示器面板安装和支承在承载框内 ;
图 8A 和 8B 是根据本发明的承载框架的实施方式的截面示意图, 其中显示器面板 悬挂 / 浮动安装 ;
图 9 是根据本发明的具有圆角和圆边的玻璃显示器面板的等角示意图 ;
图 10A 和 10B 分别是根据本发明的玻璃显示器面板的等角示意图和部分侧视图, 其具有圆角和斜切角, 以及围绕所述显示器面板的周边边缘的保护材料 ;
图 11 是仅在显示器面板的角上使用保护材料的本发明玻璃显示器面板的顶视示 意图 ;
图 12 是根据本发明的玻璃显示器面板的顶视示意图, 仅在面板引线边处, 在玻璃 板的连接处使用保护材料 ;
图 13 是根据本发明的玻璃显示器面板的部分截面示意图, 其具有增厚的背面 / 第 一玻璃板 ;
图 14 是根据本发明的玻璃显示器面板的部分截面示意图, 其具有缩短的背面 / 第 一玻璃板 ;
图 15 是根据本发明用来制造承载框和玻璃封装件的示例性方法的方框图。
具体实施方式
图 1 是现有技术的密封的玻璃组合件或封装件 1, 具体来说, 通过提供第一玻璃板 2 和第二玻璃板 3, 制造了气密密封的 OLED 玻璃组合件。将有机发光二极管 ( 图中未显示 ) 设置在第一玻璃板 2 上, 将聚合物或玻璃料密封材料 4 设置在第二玻璃板 3 上, 然后将第一 和第二玻璃板密封在一起, 形成密封的玻璃组合件。
所述第一玻璃板 2 可以在一个方向比第二玻璃板 3 长, 使得第一玻璃板的一部分 6 延伸超过第二玻璃板的边缘 8。用来与玻璃封装件 1 内的电器件 ( 图中未显示 ) 电连接的 电引线 ( 图中未显示 ) 可以设置在所述第一玻璃板 2 的延伸部分 ( 引线边或外延部 )6 上。然后可以将电连接件或挠性电缆 ( 图中未显示 ) 与所述外延部或引线边 6 上的引线相连, 用来为密封在玻璃组合件 1 内的电器件 ( 例如有源矩阵 OLED 显示器 ) 供能和提供控制。 密 封之后, 通常将所述玻璃组合件插入支架或承载框 10 中。
所述支架或承载框 10 包括后壁 12 和从后壁向上延伸的三个侧壁 14a, 14b 和 14c。 在承载框的一端可以没有边缘壁, 使得承载框具有开放的边 16。所述玻璃组合件 1 的引线 边 6 可以与承载框的开放边 16 对齐, 使得最终产品中的电连接件可以与第一玻璃板 2 的引 线边 6 上的引线接触。通常在玻璃组合件和承载框之间设置一层粘合剂 ( 图 1 未显示 ), 例 如发泡双面胶带, 从而将密封的玻璃组合件牢固地保持在承载框内。
例 如, 玻 璃 板 2 和 3 可 以 包 含 康 宁 有 限 公 司 玻 璃 组 合 物 编 号 (CORNING INCORPORATED GLASS COMPOSITION Code)1737 或康宁有限公司玻璃组合物编号 EAGLE 2000TM Eagle XGTM 或 Corning JadeTM 玻璃, 以及任意其它的玻璃基板, 例如硼硅酸盐玻璃和 钠钙玻璃。 这些玻璃材料具有很多的用途, 具体地说, 例如, 用来制造显示器, 例如等离子体 显示器、 LCD 显示器和 OLED 显示器。
近年来, 有机发光二极管由于能够在很多种电致放光器件中应用或者有可能应 用, 成为了受到大量研究的对象。例如, 单个 OLED 可以用于不连续发光器件, 或者 OLED 的 阵列可以用于照明应用或者平板显示器应用 ( 例如 OLED 显示器 )。已知 OLED 显示器非常 亮, 具有良好的色对比度和宽视角。但是, OLED 显示器以及具体来说其中设置的电极和有 机层容易由于与从环境渗入该 OLED 显示器的氧气和湿气相互作用而发生降解。如果能够 将 OLED 内的电极和有机层气密密封, 防止其受到环境作用而发生所述降解, 则 OLED 显示器 的有效寿命可以显著延长。
历来很难为 OLED 显示器制造有效的气密密封。例如, 气密密封应当提供对氧气 -3 2 -6 2 (10 cc/m / 天 ) 和水 (10 g/m / 天 ) 的阻挡层。而且, 密封过程中产生的温度不应对 OLED 显示器内的材料 ( 例如电极和有机层 ) 造成损坏。例如, 在密封过程中, 位于 OLED 显示器 中 1-2 毫米的密封以内的 OLED 像素不应加热至高于 100℃。另外, 在密封过程中释放出的 气体不应对 OLED 显示器内的材料造成污染或降解。最后, 气密密封需要使得电引线和电连 接件能够进入 OLED 显示器。
一种常用的密封 OLED 显示器的方法是使用各种环氧树脂、 无机材料和 / 或有机材 料, 通过对这些密封材料施加紫外光或加热, 使得这些材料固化之后, 可以形成气密密封。 TM 例如, Vitex 系统公司制造和销售一种商标名为 Barix 的涂料, 这是一种基于复合材料的 方法, 其中可以使用无机材料和有机材料的交替层来密封 OLED 显示器。尽管这些种类的密 封通常提供可以接受的机械强度, 但是它们可能非常昂贵, 在很多情况下, 这些密封无法防 止氧气和湿气扩散到 OLED 显示器中。另一种用来密封 OLED 显示器的常用方法是使用金属 焊接或低温焊接。但是, 因为 OLED 显示器中的玻璃板和金属的热膨胀系数 (CTE) 存在显著 差异, 因此制得的密封无法在很宽的温度范围内保持耐久性。 而且, 使得金属焊料或低温焊 料熔融和密封所需的温度会对 OLED 之类的热敏性器件造成损坏。
因为这些常用的密封显示器结构的方法 ( 例如使用具有干燥剂空腔的有机粘合 剂 ) 可能无法有效地为 OLED 结构提供气密密封, 因此人们开发新的密封方法。一种制造气 密密封的玻璃封装件的不基于环氧树脂的方法包括使用玻璃料密封材料。
在 Aitken 等共同拥有的美国专利第 A 6,998,776 号 (″′ 776″ ) 中揭示了包括玻璃料密封的玻璃组合件。以 OLED 显示器为例, 所述′ 776 号专利描述了气密密封的玻璃 封装件和用来制造所述气密密封的玻璃封装件的方法。基本上, 通过以下方式制造气密密 封的 OLED 显示器 : 提供第一玻璃板和第二玻璃板, 在所述第一玻璃板上放置 OLED, 将玻璃 料放置在第二玻璃板上。在将第一和第二玻璃板以及它们之间的 OLED 组合起来之后, 利用 辐射源 ( 例如激光或红外光的其他光源 ) 对玻璃料进行加热, 使其熔融。冷却后, 玻璃料固 结形成气密密封, 将第一玻璃板与第二玻璃板结合在一起, 保护 OLED。 所述玻璃料是可能掺 杂至少一种过渡金属和填料的玻璃料, 通过掺杂过渡金属来帮助吸收辐射, 而填料用来降 低玻璃料的热膨胀系数 (CTE), 使其与玻璃板的 CTE 更接近匹配。使用激光使得玻璃料熔 融, 形成气密密封, 同时避免对与玻璃料密封紧密相邻的 OLED 造成损坏。
由于玻璃料密封本身固有的脆性, 当密封的玻璃组合件受到机械冲击或弯曲的时 候, 该组合件容易受到损坏。试验表明, 对常规的密封的玻璃封装件 / 器件的裸露的引线边 施加作用力会导致密封的玻璃封装件产生弯矩, 可能造成下面即第一玻璃板产生裂纹, 还 会在密封的玻璃封装件的相反的角上产生密封分离作用力, 可能造成脆性密封发生分层和 断裂。已经发现对引线边的冲击或作用力造成的损坏是密封失效的主要来源。
为了减轻由于机械冲击和弯曲造成的损坏的可能性, 本发明提供了一种改进的承 载框封装件, 用来固定密封的显示器组合件或面板。所述承载框用作最后封装以及随后将 功能显示器面板安装到最终产品的主要部件。 2006 年 11 月 08 日提交的共同拥有的美国专 利申请系列号第 11/594,487 号揭示了这样的承载框的一个例子。 对于本发明讨论来说, 以下所介绍的密封的器件可以是任意的密封的玻璃组合 件, 与密封方法无关。 但是, 由于玻璃料密封的脆性, 重点放在玻璃料密封的玻璃封装件上, 因为玻璃料密封的器件可能对密封处的机械冲击和弯曲更敏感。因此, 玻璃料密封的器件 更有可能从本发明的承载框封装提供的结构耐久性提高中获益。除非另外说明, 以下附图 中的密封的器件是可互换的玻璃料密封的玻璃组合件, 例如用于 OLED 显示器或者照明面 板的玻璃料密封的 OLED 玻璃面板。但是, 本发明还可以用于其它的对环境 ( 例如水分或氧 气 ) 或热敏感的部件, 例如光伏器件和其它器件。
下面来看图 2, 图中显示了根据本发明的示例性的第一承载框 20。所述承载框 20 包括后壁 22 和从后壁向上延伸的三个侧壁 24a, 24b 和 24c。 在承载框的一端或一条边上可 以没有端壁, 使得承载框具有开放的端或边 25。所述玻璃封装件 1 的引线边 6( 图 1 所示 ) 可以与承载框的开放端 25 对齐, 使得最终产品中的电连接件可以与第一玻璃板 2 的引线边 6 上的引线接触。通常在玻璃组合件和承载框之间设置一层粘合剂 ( 图中未显示 ), 例如发 泡双面胶带, 从而将密封的玻璃组合件牢固地固定在承载框内。
所述第一承载框 20 包括圆角 26 和 28。圆角 26 和 28 比图 1 的承载框 10 的方角 更坚固, 更能抗压碎。圆角还能够比尖锐的方角更好地将机械碰撞或冲撞的冲击在更大的 面积上分散开。因此, 圆角对机械冲击造成的损害的耐受性比方角高得多。所述圆角 26 和 28 的半径应当尽可能大。但是, 还应当认识到, 随着角的半径增大, 会造成可用的玻璃封装 件面积减小, 需要在该因素和造成圆角 26 和 28 的强度增大之间进行权衡。发现角的半径 优选为 2-10 毫米, 或者为玻璃组合件或第二玻璃板 ( 或对于显示器面板, 则是显示器区域 的 ) 对角线的 0.1-5%是优选的。
承载框 10, 20, 30, 40, 50, 70 可以优选由较轻、 强度较大的坚硬或刚性材料形成,
所述材料能够吸收冲击能量, 例如可以使用弹性模量约为 50-250GPa, 或者约 60-200GPa 的 金属, 例如铝, 不锈钢, 铸铁 ; 弹性模量约为 100-400GPa, 或者约为 200-400GPa 的合金, 例 如钛合金 ; 弹性模量约为 0.1-10GPa, 或者约为 0.5-5GPa 的硬质塑料, 例如丙烯腈 - 丁二 烯 - 苯乙烯 (ABS)、 丙烯酸酯和特氟隆 ; 以及弹性模量约为 5-400GPa, 或者约为 60-300GPa 的复合材料, 例如金属复合材料和聚合物复合材料, 例如石墨纤维增强的塑料, 例如 ABS。 所 3 3 述金属承载框材料的密度可以约为 8000Kg/m , 或者约为 1000-4000Kg/m 。 所述承载框设计 可以包括通过低成本制造方法, 例如金属冲压或者注塑法制造的市售的支架。通过注塑或 者冲压法制造的承载框可以具有低成本高效益和抗冲击性强的优点。当然, 冲击吸收的概 念表示, 当这概念用于承载框与用于中间冲击吸收性背衬材料的时候相比, 刚性和模量值 的范围是不同的, 这一点通过各种示例性的材料得以证实。 完全从结构的角度来看, 承载框 的壁越厚, 则强度越高, 但是厚度与增大的尺寸、 重量和成本之间必须进行权衡。
图 3 显示了根据本发明的一种示例性的第二承载框 30。所述第二承载框 30 具有 与第一承载框 20 类似的大半径角 26 和 28, 还包括位于承载框 30 的后壁 22 内的切口区域 31, 32, 33 和 34。通过使用切口 31 至 34 减少了制造承载框所需的材料量, 获得了更轻、 成 本更低的承载框。 还应当理解尽管图中显示了四个三角形的切口, 但是切口的数量、 尺寸和 形状可以变化。还可以在具有方角 ( 与圆角不同 ) 的承载框中使用切口。 图 4 显示了根据本发明的一种示例性的第三承载框 40。所述第三承载框 40 包括 位于承载框的开放端或边缘 25 上的增强结构 42。图中显示所述增强结构是从承载框的开 放端或边缘 25 向下延伸的整体法兰或壁。但是, 应当理解所述增强结构可以是能够为承载 框的开放端提供硬挺性或刚性的任意合适的结构。例如, 所述增强结构可以在模塑的过程 中与承载框或支架整体形成, 或者可以通过将边缘弯叠在后壁上而形成, 或者可以将独立 的棒或者板沿着承载框 40 的开放边缘或者端部 25 粘合于或以其它的方式结合于后壁 22。 所述第三承载框 40 可以与第一和第二示例性承载框 20 和 30 的圆角和 / 或切口组合使用。
图 5A 和 5B 显示了根据本发明示例性的第四承载框 50。所述第四承载框 50 包括 盖子 52。所述盖子 52 可以包括顶壁或前壁 54, 从所述前壁向下延伸的整体侧壁 56a, 56b 和 56c, 以及前壁内的开口 58。当所述玻璃组合件是显示器面板的情况下, 可以通过盖子的 前壁内的开口 58 观察所述显示器。所述侧壁 56a, 56b 和 56c 覆盖并连接在从承载框的后 壁 22 向上延伸的侧壁 24a, 24b 和 24c 上。所述侧壁 56a, 56b 和 56c 可以通过任意合适的 方式 ( 图中未显示, 例如粘合剂, 焊接, 或者整体或独立形成的夹子或独立的固定件 ) 连接 在侧壁 24a, 24b 和 24c 上。
所述盖子 52 通过增强侧壁, 并为玻璃组合件 1 提供部分覆盖, 用来增强承载框 50。 所述第四中承载框 50 可以包括第一、 第二和第三示例性承载框 20、 30 和 40 中的圆角、 切口 和 / 或增强结构。所述第四承载框还可以包括位于后壁 22 上的弹性冲击吸收性支承垫或 背衬材料 64, 用来弹性支承玻璃组合件, 将其与承载框隔离。
所述弹性背衬材料 64 可以由任意合适的弹性材料形成, 例如一层低弹性模量的 TM 聚合物材料, 例如橡胶, 有机聚合物粘合剂或 Corning CPC6 丙烯酸酯, 聚合物, 例如基于聚 氨酯或聚醚的聚合物, 发泡胶带, 树脂, 例如有机硅凝胶或环氧树脂, 陶瓷纤维布, 织物或纸 TM 张, 例如铝硅酸盐纤维布, 一种组分为 Fiberfrax 的布或纸张, 厚度可以约为 0.005-0.1 英 寸 ( 约 0.0127-0.254 厘米 )。所述弹性背衬材料 64 可以是粘合剂材料或者其上施涂有粘
合剂或者未施涂粘合剂的非粘合剂材料。粘合剂用来将玻璃组合件粘合于承载框, 从而进 一步将玻璃组合件固定于承载框内, 为整体的组合件提供增强作用。下面描述了与图 7B 的 粘合剂 62a 有关的合适的粘合剂。
选择的背衬材料 64 应当具有足够低的弹性模量, 例如约 0.01-100GPa, 以便提 供冲击吸收性 / 耐冲击性并具有足够的厚度, 以激活冲击吸收性, 这性能取决于材料的弹 性模量。例如, 纤维布材料的弹性模量可以约为 1-100GPa, 约为 1-50MPa, 约为 2-25MPa, 或 者 约 为 5-20MPa, 厚 度 约 为 0.001-0.025 英 寸。 聚 合 物 材 料 的 弹 性 模 量 可 以 约 为 0.01GPa-20GPa, 约为 0.1-1GPa, 或者约为 0.05-0.5GPa。所述背衬材料 64 应当能够耐受操 作和使用过程中, 器件 1 产生的热量积累造成的温度升高。例如, 背衬材料可以包括各种市 售的泡沫材料, 或者刚性和挠性的泡沫材料或者环氧树脂。 所述承载框 10, 20, 30, 40, 50, 70 和背衬材料 64 优选是不导电的。
任何形状 / 几何结构的背衬材料 64 都是可以接受的, 用来提供支承密封的器件 20 并且将其与承载框隔离的功能。所述背衬材料 64 可以是一个或多个以任意合适的方式施 加在组合件和承载框之间的材料的独立的珠粒、 带或垫, 或者可以是施加在承载框的后壁 22 上或玻璃组合件 1 上的弹性材料的一层或多层涂层。 所述背衬材料可以基本上覆盖与承 载框连接的玻璃组合件 1 的整个表面, 或者可以仅仅覆盖该表面的一部分。图 6 显示了示 例性的第三承载框 40, 在后壁 22 上具有粘合剂 62, 用来将玻璃组合件 1( 图 7 未显示 ) 牢 固地固定于承载框 40 内, 与图 5B 类似, 显示位于后壁 22 上的弹性冲击吸收性支承垫或者 背衬材料 64, 用来弹性支承玻璃组合件的中心部分, 将玻璃组合件与承载框隔离。 所述弹性 垫或背衬材料 64 可以由粘合剂形成, 或者其上施涂有粘合剂, 使得其粘合于承载框和玻璃 组合件, 从而进一步将玻璃组合件固定在承载框内, 为整个组合件提供增强。
图 7A 和 7B 显示了示例性的第三承载框 40, 在其侧壁 24a, 24b 和 24c 上具有粘合 剂 62a, 用来将玻璃组合件 1( 图 7 未显示 ) 牢固地固定于承载框内。 或者, 可以将橡胶 O- 形 环 ( 图中未显示 ) 附着在玻璃封装件的周边上, 或者朝向玻璃封装件的边缘附着在承载框 的壁上。所述玻璃组合件 1 可以与后壁 22 隔开, 通过粘合剂 62a 悬挂 / 浮在后壁 22 上方, 在玻璃组合件和承载框后壁之间限定出间隙 66。当产品在现场中受到任何冲击或者弯曲 的过程中, 密封的玻璃组合件 1 和承载框 40 之间的间隙 66 提供的容许间隙用来使玻璃组 合件 1 不与承载框 40 接触, 从而避免在玻璃组合件上造成任何接触应力。在一个或多个实 施方式中, 所述示例性的间隙可以约等于或小于 0.1 英寸 (0.254 厘米 ), 或者约为 0.1-0.5 厘米。
所述粘合剂 62, 62a 可以是例如聚合物粘合剂, 例如TM聚合物,有机硅凝胶, 环氧树脂, 例如 UV3000 , 丙烯酸酯, 弹性体, 例如丁基橡胶, 聚丁二烯, 苯乙 烯 - 丁二烯, 丁腈橡胶, 氯丁二烯基橡胶, 以及饱和橡胶, 例如乙烯 - 丙烯橡胶, 表氯醇橡胶, 聚丙烯酸类橡胶, 基于硅氧烷橡胶, 含氟弹性体, 聚醚嵌段酰胺, 乙烯 - 乙酸乙烯酯, 或者发 泡双面胶带。
如果使用有机粘合剂, 则可以优选所述有机材料表现出低弹性模量, 在无需外部 加热的情况下在室温下凝结, 并且具有可以接受的防潮性 / 耐候性。这样一种有机粘合剂 或背衬材料的弹性模量可以约为 0.01-20GPa, 约为 0.01-10GPa, 或者约为 0.01-5GPa, 约为 0.1-2GPa, 或者约为 0.01-1GPa, 可以是聚合物, 例如聚醚和聚氨酯基热固性材料, 树脂, 例如有机硅树脂, 环氧树脂, 例如 UV3000TM, 塑料泡沫材料, 例如聚苯乙烯泡沫材料或者橡胶, 例如苯乙烯 - 丁二烯橡胶和氯丁橡胶。如果所选的有机粘合剂需要紫外固化, 则优选该粘 合剂仅位于密封剂环氧树脂或玻璃料线条之外。 这样的设置可以有助于将有机粘合剂的低 功率密度紫外光固化造成玻璃组合件 1 内密封的器件 ( 例如 OLED 器件的 OLED 材料 ) 热损 坏的风险减至最小。所述固化法优选可以在数秒的曝光时间, 将温度保持在低于 80℃。
通过跨越两块玻璃板的边缘施加粘合剂 62a, 增强了玻璃组合件 1 的两块玻璃板 2 和 3 之间的机械粘合。所述粘合剂还有可能通过毛细管作用力或者通过施涂渗入密封环氧 树脂或玻璃料线条 4 以外的两块玻璃板之间存在的间隙内, 对两块玻璃板之间的粘合提供 进一步的增强。
还可以包括弹性冲击吸收性支承垫或者背衬材料 64( 图 6 所示 ), 与侧壁上的粘合 剂 62a 组合。所述背衬材料 64 可以位于后壁 22 上, 或者位于玻璃组合件 1 上, 可以部分或 完全填充间隙 66。 所述背衬材料可以是例如填充了间隙 66 的有机粘合剂, 涂覆了粘合剂的 泡沫材料垫。施用背衬材料 64 可以在器件 20 的两块玻璃基板 26 之间提供提高的机械粘 合作用, 如前文关于图 6 所述。
图 8A 和 8B 显示了示例性的第五承载框 70, 其包括另外的结构, 可以用来将玻璃 组合件安装在承载框 70 内, 使得玻璃组合件与承载框 70 的后壁 22 隔开, 悬挂在后壁 22 之 上。所述第五承载框 70 包括安装元件 72。所述安装元件 72 接受固定于玻璃组合件 1 边缘 的挠性安装结构 74, 74a。 所述玻璃组合件 1 可以安装于安装元件 72 上, 使其与承载框的后 壁 22 隔开, 并且悬挂在后壁 22 上方, 如图 8A 所示, 在玻璃组合件和承载框的后壁 22 之间 形成间隙 66。或者, 如图 8B 所示, 所述玻璃组合件 1 可以被弹性背衬材料 64 支承, 所述背 衬材料固定于玻璃组合件 1, 或者固定于后壁 22, 位于玻璃组合件和承载框之间的间隙 66 内。
安装结构 74 和 74a 可以由任意合适的抗撕裂的挠性材料形成, 例如碳纤维增强的 橡胶或软塑料, 例如低密度聚乙烯或聚丙烯, 可以模塑或者粘合于玻璃组合件 1 的边缘上。 所述安装元件 72 可以为柱 / 销、 法兰、 或者其它合适的结构的形式, 可以带有倒钩, 或者在 其侧面带有一个或多个凹槽 ( 图中未显示 ), 用来将安装结构 74 和 74a 固定保持在安装 元件上。或者, 可以在支架或承载框上, 在与承载框的各个角相邻的位置, 围绕销提供橡胶 O- 形环 ( 图中未显示 ), 使得橡胶 O- 形环在玻璃组合件的角相邻的位置接触玻璃组合件的 边缘。
下面来看图 9-14, 本发明还为玻璃组合件 1 提供了增强, 用来提高玻璃组合件的 抗机械冲击性和耐久性。更具体来说, 图 9-12 显示了本发明的一些方面, 其中包括施涂于 玻璃组合件以及改良的玻璃板边缘的至少一种保护材料或涂层。图 13 和 14 显示了本发明 的一些方面, 提供了玻璃组合件的改良的玻璃板 2 和 3。
图 9, 10A 和 10B 显示了根据本发明一个方面的玻璃组合件 80 和 90, 其中将保护材 料 92 施加于玻璃板 2 和 3 的整个周边。图 11 显示了本发明的另一个方面, 其中增强材料 92 仅仅施加于玻璃组合件 90 的角, 该角是组合件最易受到机械冲击力的部分。图 12 显示 本发明的又一个方面, 其中增强材料 92 仅仅施加于组合件引线端 6b 处的玻璃板 2b 和 3b 的连接处 ( 也示于图 10B)。玻璃组合件的这一部分最容易受到直接的机械冲击, 因为在将 玻璃组合件安装在承载框中的时候, 玻璃组合件的引线边故意部分地裸露, 以便提供由电连接件通向引线边的通路。
所述增强材料 92 可以优选由弹性冲击吸收性材料形成, 以便保护玻璃板的边缘 免受机械冲击力和冲击作用, 可以由与粘合剂 62、 62a 相同的材料形成。所述增强材料还可 以用来抑制当玻璃组合件受到机械冲击和弯曲的时候, 在玻璃板的边缘可能存在的不完美 处或者缺陷处产生裂纹和裂纹蔓延的情况。例如, 玻璃板通常通过划线和折断而从较大的 玻璃板制得, 由此不可避免的会在玻璃板划线和折断的边缘处产生小裂纹和缺陷。.
图 9 显示了根据本发明一个方面的示例性的改良的第一玻璃组合件 80, 其包括具 有相同的尺寸和形状的两块玻璃板 2a( 图中未显示 )。 通过采用此种结构, 整个组合件由双 玻璃板结构形成。
图 10A 的示例性的改良的第二玻璃组合件的第一玻璃板 2b 比第二玻璃板 3b 长, 形成了图 1 所示的组合件的引线边 6b, 不同之处在于, 玻璃板的角是斜切角 ( 角 94) 或圆角 ( 角 96)。可以理解, 玻璃组合件全部四个角都可以是圆角或者斜切角。
图 13 显示了本发明的另一个方面。图中显示了一种示例性的改良的玻璃组合 件 100, 其包括增厚的或相对较厚的第一玻璃板 2c。常规的第一玻璃板的厚度可以约为 0.2-0.7 毫米。而本发明这个方面的较厚的第一玻璃板的厚度 X 可以约为 0.2-5.0 毫米。
图 14 显示了本发明的另一个方面。图中显示了一种示例性的改良的玻璃组合件 110, 其包括缩短的或者相对较短的第一玻璃板 2d, 从而提供了较短的引线边延伸或延伸件 6d。通常的第一玻璃板 3d 的长度可以约为 20-70 毫米。而本发明的这方面的较短的第一 玻璃板 2d 可能仅比第二玻璃板 3d 长大约 2-6 毫米, 从而与常规的引线边相比提供了相对 更短的引线边 6d。
如前文所讨论的, 当玻璃组合件安装在承载框中的时候, 玻璃组合件的引线部分 没有受到完全的保护, 而是部分裸露, 用于使得电连接件进入。 这一点以及在组合件的引线 部分 6c 中仅有单层玻璃板这一事实结合起来, 导致了引线部分比玻璃组合件的其余部分 更容易被机械冲击或弯曲作用力损坏。通过将第一玻璃板增厚或者缩短, 可以增强延伸到 第二玻璃板 3c 以外的第一玻璃板的引线部分 6c。 这可以用来抑制由于在引线边上的冲击、 压力或弯矩造成引线边的断裂、 碎裂或切掉。 这还可以用来抑制由于引线边上的冲击、 压力 或弯矩造成两个玻璃板的打开或者分离, 从而导致气密密封分离。
参见图 15, 图中显示了可以根据本发明的一个或多个实施方式进行封装密封的玻 璃组合件的工艺操作。 示例性的组合方法 1000 可以包括以下部分或全部的操作。 操作的顺 序可以略微改变, 本领域普通技术人员可以根据所需的最终产品的参数决定操作的顺序。
在方法 1000 的操作 1002 中, 可以提供包括本发明的一个或多个方面的由抗冲材 料制造的承载框 10, 20, 30, 40, 50, 70, 所述抗冲材料是例如丙烯酸酯、 铝和 / 或不锈钢。可 以在操作 1004 中增加一些改良, 例如增厚的引线边 42 或开放端 25, 或者后壁 22 中的开口 或切口 31-34。
在操作 1006 中, 提供了包括本发明的一个或多个方面, 如关于图 9-14 所述的气密 密封的玻璃组合件 1, 80, 90, 100, 110, 例如用于 OLED 显示器的玻璃料密封的 OLED 器件 20, 对该组合件确定尺寸, 以适于放入承载框内。
在操作 1008 中, 可以将具有低弹性模量的背衬材料 64 作为中间层与玻璃封装件 1, 80, 90, 100, 110 或承载框 10, 20, 30, 40, 50, 70 的后壁 22 粘合。 或者可以将背衬材料简单地放入承载框中, 在下一个步骤中夹在玻璃封装件和承载框之间。
在操作 1010 中, 使用粘合剂或粘结剂 62, 62a 将密封的器件 1 牢固地固定于承载 框 10。可以允许或者使得有机粘合剂渗透并部分填充间隙 610。
在操作 1012 中, 根据需要, 可以实现、 允许和 / 或使得粘合剂或粘结剂凝结或者固 化, 例如通过经过一段时间或者用紫外光进行光照。
在操作 1014 中, 根据本发明的一个方面形成盖子 52。
在操作 1016 中, 例如使用粘合剂、 压配合 / 咬合配合或者机械固定件将盖子 52 固 定于承载框。
现在所述承载框 / 玻璃封装组合件准备组装到最终产品中。当所述玻璃封装件是 OLED 显示器面板的情况下, 可以将所述承载框 / 玻璃封装组合件组装到手机, PDA, 电视机, 数码相机, 音乐播放器, 多媒体器件或者任何其它的使用显示器面板的最终产品中。
尽管本文已关于具体实施方式对本发明进行了描述, 但是应当理解, 这些实施方 式仅是用于说明本发明的原理和应用。 因此, 应当理解, 在不偏离所附权利要求书所限定的 本发明精神和范围的前提下, 可以对说明性实施方式进行许多修改, 并且可以设计其它配 置。