專利名稱：用于電致發(fā)光顯示器的密封結構與密封方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光顯示器。特別是，本發(fā)明涉及具有周邊密封結構的電致發(fā)光顯示器和用于該電致發(fā)光顯示器制造的密封方法，該周邊密封結構避免顯示元件暴露于至少一種大氣污染物中。
背景技術：
已知使傳統(tǒng)的電致發(fā)光顯示器暴露于大氣污染物中會縮短顯示器的壽命。為了保護電致發(fā)光顯示器，已經使用了各種類型的密封結構。
在使用薄膜磷光體的電致發(fā)光顯示器中，磷光體材料典型地夾置在一對可尋址的電極之間，并且通常制作在玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或其他耐熱基底上。利用在電極之間產生的電場來激活磷光體材料。通過在制作的顯示器上設置在化學性質上不能滲透的覆蓋板，以及通過將基底與覆蓋板之間的周邊用周邊密封結構密封，以便隔離磷光體材料與基底和覆蓋板之間的電極，能夠保護這些顯示器免受大氣污染物的破壞，如申請人的共同未決美國專利申請60/406,661中示例的那樣。在某些情況下，覆蓋板位于顯示器的觀察側，在這種情況下其必須光學透明，而在其他情況下，將顯示屏構造于光學透明的觀察側基底上，而覆蓋板設置在觀察側的相反側。
利用薄膜磷光體和厚膜電介質層的全彩色厚膜電介質電致發(fā)光顯示器提供了比傳統(tǒng)的薄膜電致發(fā)光顯示器更高的亮度和較高的可靠性。厚膜電介質電致發(fā)光顯示器典型地使用了磷光體材料和絕緣體材料，這些材料由于與大氣的水蒸汽反應而易于老化。另外，這些顯示器的厚電介質層，該厚電介質層將顯示器的發(fā)光度提高到可用的水平，也可能由于與大氣的污染物反應而易于老化。
厚膜電介質電致發(fā)光顯示器典型地構造在玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或其他耐熱基底等上。用于該顯示器的制作方法首先需要在基底上沉積一組下電極。然后利用在美國專利5,432,015(在此處將其公開全文結合作為參考)中示例的厚膜沉積技術沉積厚膜電介質層。然后，沉積由一層或更多薄膜電介質層構成的薄膜結構，該薄膜電介質層將一或更多層薄磷光體膜夾入中間；接下來是利用在國際專利申請WO00/70917(在此處將其公開全文結合作為參考)中示例的真空技術制作一組光學透明的上電極。為了使這些層在大氣污染物中的暴露最小化，可以使用與描述用于薄膜電致發(fā)光顯示器類似的設置，如在申請人的共同未決美國專利申請60/406,661中示例的那樣。
美國專利5,920,080披露了一種有機發(fā)光裝置(OLED)，其在阻擋層和彩色轉換器層之間結合有密封層，以保護該裝置免受氧和濕氣的破壞。該密封層可以覆蓋顯示器內的幾個OLED，也可以包括單獨圍繞該裝置內的該OLED的熱粘合周邊密封結構。
美國專利6,081,071披露了一種夾置在玻璃基底和玻璃覆蓋之間的有機電致發(fā)光裝置。將第一和第二密封結構用于密封該玻璃基底和玻璃覆蓋。干燥劑和/或惰性碳氟化合物液體提供在該第一和第二密封結構之間。
美國專利6,210,815披露了一種有機薄膜電致發(fā)光裝置，其具有通過粘合劑粘接在一起的透明基底和密封蓋。該粘合劑可以為具有不同硬化條件的粘合劑的組合。
美國專利申請2002/0054270披露了一種液晶顯示器，其具有圍繞周邊密封的第一和第二基底，并且液晶材料夾置于該基底之間。
美國專利6,146,225披露了一種用于避免水或氧到達有機發(fā)光裝置的阻擋層。該阻擋層包括在其間具有無機層的聚合物層?？梢詫⑽鼩獠牧咸峁┰谠摕o機層內或者作為在該聚合物層和該顯示器之間的獨立的層。由于具有大的面積與厚度比，其導致穿過其的蒸汽物質的相對高速率的輸送，這種類型的阻擋層趨向于具有有限的實用性。
盡管上述參考可以教導用于電致發(fā)光顯示器的各種類型的密封結構和密封配置的使用，但這些密封結構和密封配置不能夠有效地限制進入電致發(fā)光顯示器的大氣污染物的量。因此，仍然存在對用于電致發(fā)光顯示器的適當密封結構和密封方法的需要，以便提高它們的運行穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種用于電致發(fā)光顯示器以提高該顯示器的運行穩(wěn)定性的密封結構和密封方法。該密封結構是一種周邊密封結構，其與該顯示器的基底接觸并從該基底延伸到該顯示器的覆蓋板，以使可能對該電致發(fā)光顯示結構產生負面影響的大氣污染物的量有效地最小化，該電致發(fā)光顯示結構設置在該覆蓋板和該基底之間。換句話說，該周邊密封結構占據了該基底和該覆蓋板之間的間隙的整個高度。該周邊密封結構并不妨礙該電致發(fā)光顯示結構的功能。該周邊密封結構的提供有助于增加該電致發(fā)光顯示器中包括的操作裝置。
在第一實施例中，本發(fā)明的周邊密封結構是一單層密封結構，該單層密封結構包括吸氣材料和密封材料。該密封結構圍繞電致發(fā)光顯示器的周邊提供，該周邊為該顯示器的外邊界。在本發(fā)明的另一方面，該周邊密封結構包括如上所述的第一單層密封結構，以及包含密封材料的第二外層，在該密封材料中可以具有或不具有吸氣材料。這樣形成了雙密封結構。在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明的周邊密封結構可以包括多層密封材料的層，其中這些層中的一層或多層還包括吸氣材料。優(yōu)選的，當該周邊密封結構包括兩層或更多層時，這些層直接相鄰并彼此接觸。
根據本發(fā)明的一個方面為用于電致發(fā)光顯示器的周邊密封結構，該電致發(fā)光顯示器具有覆蓋板、基底和在其間的電致發(fā)光顯示結構，所述的周邊密封結構包括密封材料的一層或更多層，其中所述密封材料的層中的至少一層還包括吸氣材料，其中所述周邊密封結構在所述覆蓋板和所述基底之間接觸并形成密封結構。在優(yōu)選的方面，該周邊密封結構不與該電致發(fā)光顯示結構接觸。
基于本發(fā)明的又一方面，提供一種密封的電致發(fā)光顯示器，其包括基底；覆蓋板；在該基底和該覆蓋板之間的電致發(fā)光顯示結構；以及從該基底到該覆蓋板接觸并延伸的周邊密封結構，以防止該電致發(fā)光顯示結構暴露于大氣污染物。
根據本發(fā)明的另一方面，該吸氣材料是一種大氣污染物抑制材料，其均勻分布在整個密封劑材料中，使得滲透通過該周邊密封結構的大氣污染物與該吸氣材料相遇并被其吸收。該吸氣材料還可以起吸收在該電致發(fā)光顯示器內捕獲的至少一種大氣污染物的作用。
根據本發(fā)明的再一方面，該吸氣材料的濃度至少為形成該周邊密封結構的任何層的該密封材料體積的大約5％，并最多為大約50％，更優(yōu)選的，在形成該周邊密封結構的任何層的該密封材料的體積的大約10至大約30％。
在另一方面，該吸氣材料具有不超出該周邊密封結構的厚度的顆粒尺寸，無論是提供為單層、雙層還是多層密封結構。優(yōu)選的，該吸氣材料具有在從大約0.1至大約250微米的范圍內的顆粒尺寸。
在本發(fā)明的另一方面，該吸氣材料從堿金屬氧化物、堿金屬硫酸鹽、堿土金屬氧化物、堿土金屬硫酸鹽、氯化鈣、氯化鋰、氯化鋅、高氯酸鹽及其混合物構成的組中進行選擇。該吸氣材料也可以從分子篩、氧化鈣、氧化鋇、五氧化二磷、硫酸鈣及其混合物構成的組中進行選擇。
根據本發(fā)明的另一方面，該密封材料從UV或熱固化粘合劑構成的組中進行選擇。該密封材料可以從環(huán)氧樹脂類、苯氧基類(phenoxies)、醋酸纖維素、硅氧烷、丙烯酸脂、砜、鄰苯二甲酸鹽及其混合物構成的組中進行選擇。
該密封材料的粘度，在固化前，為小于大約2500泊并大于大約10泊。
根據本發(fā)明的另一方面，該電致發(fā)光顯示結構從厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構和薄膜電致發(fā)光顯示結構構成的組中進行選擇。
根據本發(fā)明的另一方面，提供一種用于對電致發(fā)光顯示器進行密封的方法，該電致發(fā)光顯示器具有基底、覆蓋板和在其間的電致發(fā)光結構，該方法包括圍繞所述基底和/或覆蓋板的周邊沉積周邊密封結構，其中所述周邊密封結構包括至少一種吸氣材料和至少一種密封材料的混合物；以及固化所述密封結構。


根據在這里給出的詳細描述和附圖，本發(fā)明將更完整地理解，其僅僅是為了進行示例，并不意味著對發(fā)明的范圍的限定。
圖1是根據本發(fā)明的周邊密封結構的第一實施例的電致發(fā)光顯示器的頂視圖，局部切除地示出該覆蓋密封結構；圖1A是圖1的電致發(fā)光顯示器的局部截面圖；圖2是詳細示出圖1的電致發(fā)光顯示器的截面視圖；圖3是根據本發(fā)明的周邊密封結構的第二實施例的電致發(fā)光顯示器的頂視圖，局部切除地示出該覆蓋密封結構；圖3A是圖3的電致發(fā)光顯示器的局部截面圖；圖4是詳細示出圖3的電致發(fā)光顯示器的截面視圖；圖5是實例1的UV固化粘合劑的混合物中13X分子篩粉末的濕氣吸收速率的曲線表示；圖6是實例2的UVS91 UV固化粘合劑中13X分子篩粉末的濕氣吸收速率的曲線表示；圖7是實例3的UVS91 UV固化粘合劑中從包含13X分子篩粉末的密封單元中去除濕氣的速率的曲線表示；圖8是實例4的濕氣滲透性測試單元的截面圖，其設置用于對通過實例4的密封結構的濕氣滲透性進行測量；圖9是實例4的濕氣滲透性測試單元的截面圖，其設置用于測量在該單元內的動態(tài)濕氣含量，作為在該測試單元內通過實例4的密封結構的濕氣滲透性與由在該測試單元內包含實例5的吸氣材料的薄膜進行的濕氣吸收之間的平衡的結果；圖10是實例4的濕氣滲透性測試單元的截面圖，其設置為對通過實例6的雙密封結構的濕氣滲透性進行測量，該實例6的雙密封結構具有包含吸氣材料的內周邊密封結構；圖11是示出了作為時間的函數的進入到濕氣滲透性測試單元的濕氣滲透性的曲線，該濕氣滲透性測試單元置于高濕度環(huán)境內并設置為對實例4、5和6的不同密封結構和濕氣控制構造進行評價；圖12A-12D示出了具有不同密封設置的四個測試電致發(fā)光裝置的頂視圖和局部截面圖；以及圖13示出了對于具有不同密封設置的四個測試電致發(fā)光裝置的亮度與存儲時間的關系。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種用于電致發(fā)光顯示器的新穎的密封結構和密封方法。該密封結構是周邊密封結構，其充分地并且實質上限制了至少一種大氣污染物的累積流量(integrated flux)對該電子發(fā)光顯示結構產生負面影響，所述大氣污染物是例如氧和水之類的原子或分子物質。本發(fā)明的密封電致發(fā)光顯示器的優(yōu)選實施例在圖1至4中示出。
在第一實施例中的本發(fā)明的周邊密封結構包括一種吸氣材料和一種密封材料。該吸氣材料是大氣污染物抑制材料。這種周邊密封結構作為與電致發(fā)光顯示器的覆蓋板和基底都接觸的一單層而被提供，使得該覆蓋板和該基底之間的間隙被完全密封。首先以圖1和1A作為參考，其分別示出了密封的電致發(fā)光顯示器的第一實施例的頂視圖和局部截面圖，該電致發(fā)光顯示器通常用參考數字10表示。電致發(fā)光顯示器10具有基底20，覆蓋板22，在其間的電致發(fā)光顯示結構24，以及在基底20和覆蓋板22之間用于保護電致發(fā)光顯示結構24免受一種或更多大氣污染物損壞的周邊密封結構26。周邊密封結構26被示出為延伸并與覆蓋板22和基底20相接觸，并且由此填充覆蓋板22和基底20之間的整個間隙。周邊密封結構26并不與電致發(fā)光顯示結構24接觸。
圖2更詳細地示出了圖1和1A的電致發(fā)光顯示器10，其中該顯示器包含了在電致發(fā)光顯示結構24內的厚膜電介質層?；?0具有位于其上的行電極30，隨后是厚膜電介質層32，并且之后是薄膜電介質層34。薄膜電介質層34與位于其上的三個像素列(pixel column)36、38和40一起示出。像素列36、38和40包含磷光體層，以提供三原色，也就是紅、綠和藍色。像素列36具有位于薄膜電介質層34上的紅色磷光體層42。另一薄膜電介質層44位于紅色磷光體42上，并且列電極46位于薄膜電介質層44上。類似的，像素列38具有位于薄膜電介質層34上的綠色磷光體層48，以及另一薄膜電介質層50和位于其上的列電極52。像素列40具有位于薄膜電介質層34上的藍色磷光體層54，以及另一薄膜電介質層56和位于其上的列電極58。覆蓋板22面向沉積層設置在基底上方，并通過周邊密封結構26密封到該基底。
該周邊密封結構包括一種吸氣材料和一種密封材料。該吸氣材料分散遍布在該密封材料內，使得滲透通過該密封結構的至少一種大氣污染物在該污染物能夠滲透通過該密封結構的整個厚度并進入該基底20和該重疊的覆蓋板22之間的空間之前與該吸氣材料相遇并被該吸氣材料吸收，該電致發(fā)光顯示結構24建立在該基底20上。該吸氣材料還可以起以下作用吸收在該電致發(fā)光顯示器的生產過程中在該電致發(fā)光顯示器內捕獲的污染物。
在優(yōu)選的實施例中，每單位體積密封材料中吸氣材料的最大填充為大約50％。如果該吸氣材料的填充更大，則該密封材料的粘度增大，并且該材料變得更難以擴散。優(yōu)選地，每單位體積的吸氣材料填充為至少大約5％，更優(yōu)選地，該吸氣材料濃度在該密封材料體積的大約10％和大約30％之間，并且最優(yōu)選地在該密封材料體積的大約15％至大約25％之間。
理想地，吸氣材料均勻地分布在整個密封材料內，并且在該密封結構和該基底20之間以及該密封結構和該覆蓋板22之間的界面處的密封材料內沒有裂縫或溝槽，通過該裂縫或溝槽蒸汽可以透過該密封結構而不與該吸氣材料相接觸。
吸氣材料為任何大氣污染物抑制材料，例如，吸水材料。合適的吸氣材料包括(但不局限于)堿金屬氧化物、堿金屬硫酸鹽、堿土金屬氧化物、堿土金屬硫酸鹽、氯化鈣、氯化鋰、氯化鋅、高氯酸鹽以及其混合物。優(yōu)選的吸氣材料包括分子篩、氧化鈣、氧化鋇、五氧化二磷、硫酸鈣及其混合物。
根據密封結構的厚度，吸氣材料可以具有在從大約0.1至大約250微米范圍內的顆粒尺寸。優(yōu)選地，選擇顆粒尺寸，使得其足夠小以便該顆粒之間的間距足夠小，這樣在蒸汽在該密封結構內的穿越期間，蒸汽將容易地與吸氣劑顆粒接觸。該顆粒尺寸也可以足夠小，這樣就實現了在該密封結構形成過程中該密封材料的光滑涂覆，并且該顆粒尺寸不超出該周邊密封結構的厚度。
該密封材料有助于將該基底粘接到該覆蓋板，并且也起用于該吸氣材料的基質的作用。適合用于該密封材料的材料包括(但不局限于)能夠通過將UV光導引穿過該覆蓋板22或通過加熱該顯示器而固化的UV或熱固化粘合劑。可以將基底和覆蓋板充分弄濕，以確保在該密封結構和該基底和/或該覆蓋板之間沒有空隙并且實現它們間足夠的粘結強度。優(yōu)選地，該密封材料的粘度，在固化之前，小于2500泊，并且大于大約10泊，以便在密封形成期間有利于足夠的密封劑的擴散。
密封材料能夠從單體和聚合物中進行選擇，包括環(huán)氧樹脂類、苯氧基類、醋酸纖維素、硅氧烷、丙烯酸脂、砜、鄰苯二甲酸鹽及其混合物。希望選擇具有低水分容易處理的材料，諸如用于電子元件的商業(yè)密封材料。
圖3和3A分別示出了發(fā)明的第二實施例的頂視圖和局部截面圖，其中示出了通常用參考數字110表示的密封的電致發(fā)光顯示器。電致發(fā)光顯示器110具有基底120，覆蓋板122和在其間的電致發(fā)光顯示結構124。將周邊密封結構126提供在基底120和覆蓋板122之間。在本實施例中，周邊密封結構126包括內層126a和外層126b。內層126a包含密封材料和吸氣材料。外層126b包含沒有吸氣材料的密封材料。實際上，可以最終穿過外層126b的大氣污染物的所有流量將流經內層126a并以化學的方法被限制。另外，內層126a具有受控制的并且功能上均勻的孔隙率，從而實際上大氣污染物的所有流量與該吸氣材料接觸而不穿過該周邊密封結構126的層。
圖4示出了圖3和3A的顯示器110，其具有與圖2中示出的顯示器相類似的細節(jié)。在該特定實施例中，周邊密封結構126如圖3和3A所描述的示出為具有內層126a和外層126b。
在如圖3、3A和4示出的具有內層和外層的周邊密封結構的第二實施例中，在該密封結構的該兩層之間不提供空間是合適的，因為這樣的空間會導致該密封結構占據顯示基底更大的面積，這通常是不希望的。
本發(fā)明的周邊密封結構的實際厚度，即從覆蓋板到基底之間的距離，如本領域技術人員所理解的，取決于安裝在基底上的顯示結構的厚度。該厚度可以在從大約5微米到大約2毫米的范圍內，并且為在這些范圍內的任何合適的厚度。典型的厚度是從大約25至大約35微米。
該周邊密封結構的寬度取決于可容許的大氣污染物的透過速率。該可容許的大氣污染物的透過速率取決于該周邊密封結構的厚度、顯示面積、密封材料的選擇、吸氣材料的選擇以及吸氣材料的填充。周邊密封結構寬度的范圍可以為從大約0.5至大約15毫米，優(yōu)選地，從大約1.5至大約4毫米。當周邊密封結構包括密封材料和吸氣材料的單層時(也就是第一優(yōu)選實施例)，可以使用與該密封結構可用的基底面積相稱的更寬的密封結構寬度。包含吸氣材料的周邊密封結構的寬度，可以通過相對于顯示器的要求測量穿過該密封結構的大氣污染物的最大可允許的滲透速率來確定。通常，假若用于吸氣材料的顆粒尺寸與該密封結構的厚度相當或比該密封結構的厚度小，則吸收的污染物的每單位厚度的概率大致與該吸氣材料的數量成比例。
在具有內層126a和外層126b的周邊密封結構126的第二實施例中，內層126a的寬度近似于外層126b的寬度，但是內層126a的寬度優(yōu)選根據所要求的顯示器的壽命來進行選擇，顯示器的壽命又取決于穿過內、外層的大氣污染物的累積泄漏。
在本發(fā)明中，典型的在周邊密封結構的內沿和顯示結構(也就是電致發(fā)光顯示結構)的活動區(qū)域之間留下小的間隙，以便在將覆蓋板壓到基底上時允許該密封結構的擴散。希望周邊密封結構不溢出顯示結構的部分層，例如可不被相鄰層完全覆蓋的厚膜電介質層，因為這可以使進入到該顯示結構的活動區(qū)域的大氣污染物橫向擴散。
通常，本發(fā)明的周邊密封結構占據了顯示器的基底和覆蓋板之間的間隙的整個高度，使得該密封結構周圍沒有流通路徑可讓大氣污染物穿過，并且這樣其為不透氣的密封結構。尤其是，相對于作為包含密封材料和吸氣材料的單層而提供的周邊密封結構，該周邊密封結構應該占據該基底和該覆蓋板之間的間隙的整個高度，以便在該污染物進入顯示結構的活動區(qū)域的內部空間之前，該吸氣材料有機會吸收該污染物。
本發(fā)明的周邊密封結構已經在實施例中描述為包括(a)包含密封材料和吸氣材料的單層的第一實施例；以及(b)包含如在(a)中所描述的內層并進一步具有包含密封材料的外層的雙層的第二實施例。
然而，本發(fā)明還包含周邊密封結構的其他實施例。例如，本發(fā)明的周邊密封結構可以包括多層密封劑材料，其中任何一層還包含吸氣材料。盡管最優(yōu)選的是具有在最內層同時包括密封劑材料和吸氣材料的周邊密封結構，但內層僅包括密封劑材料并且一層或多層外層包括密封劑材料和吸氣材料也是可能的。
另外，用于本發(fā)明的周邊密封結構的吸氣材料可以包括用于一層或任意層數的周邊密封結構的不同吸氣材料的混合物。換句話說，在本發(fā)明的第二實施例中，所使用的吸氣材料從內層到外層可以不同。在密封材料中類似的改變也是可能的。
如所提供的那樣，層疊的周邊密封結構包含兩層或更多層密封劑材料，在任何一層中具有或沒有吸氣材料，本領域技術人員理解，以大致但不是嚴格同心的方式提供這些層。換句話說，在包含多于一層的周邊密封結構中，這些層位于另一層內并且共同勾勒出外邊界，即，被密封的電致發(fā)光裝置的周邊。這些層相互嵌套并且彼此相鄰以有效地密封電致發(fā)光裝置。本領域技術人員同樣應當理解，如圖所示，“內”層指最靠近電致發(fā)光裝置結構的層，“外”層指更遠離電致發(fā)光裝置結構的層。
關于適合用于基底和覆蓋板的材料，適合用于基底的材料為玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或其他耐熱基底等。對于更具有柔性的顯示器，也可以使用不透氣的柔性基底。適合用于覆蓋板的材料包括玻璃或其他不透氣的光學透明片材。優(yōu)選地，覆蓋板具有實質上與基底相匹配的熱膨脹系數，以便限制周邊密封結構的不適當的彎曲，從而該周邊密封結構的完整性不受破壞。基底和覆蓋板的厚度不是關鍵性的。
本發(fā)明的密封電致發(fā)光顯示器也可以包括直接與導電電極相接觸但是位于覆蓋板下方的同形密封層，以進一步保護該顯示器免于大氣污染物的損壞。
本發(fā)明的周邊密封結構可以用于多種電致發(fā)光顯示器，例如無機電致發(fā)光顯示器或有機電致發(fā)光顯示器(OLED)，尤其是厚或薄膜無機電致發(fā)光顯示器。最優(yōu)選地，本發(fā)明的密封結構用于厚膜無機電致發(fā)光顯示器。典型的厚膜電致發(fā)光顯示結構包括一組行電極，由鐵電材料構成的厚膜電介質層覆蓋在行電極上并夾置在行電極和一薄膜結構之間。該薄膜結構包括夾置一個或更多磷光體膜的一層或更多層薄膜電介質層。一組光學透明列電極沉積在該薄膜結構上。這種顯示器示例于申請人的美國專利5,432,015(在此處將其公開全文結合作為參考)中。
為了制造本發(fā)明的密封電致發(fā)光顯示器，將周邊密封結構圍繞基底的周邊沉積，該基底具有沉積在其上的電致發(fā)光顯示結構。覆蓋板沉積在基底的上方，使得覆蓋板圍繞其周邊被密封到基底，并且電致發(fā)光顯示結構被夾置在覆蓋板和基底之間。如果周邊密封結構包含多于一個單層，那么可以圍繞基底的周邊額外沉積具有或沒有吸氣材料的一層或更多層密封材料。此外，優(yōu)選的方面是該周邊密封結構為包含吸氣材料和密封材料的混合物的單層。在將該周邊密封結構提供為雙層或多層結構的情況中，優(yōu)選的最靠近該電致發(fā)光顯示結構的最內層包含吸氣材料。
在用于制造本發(fā)明的密封電致發(fā)光顯示器的方法的優(yōu)選實施例中，在無污染物的大氣中，諸如在干燥箱中，將吸氣材料與密封材料混合，以避免吸氣材料受到濕氣污染而使該吸氣材料失效?？梢哉{節(jié)吸氣材料在密封材料中的填充，以在密封結構中獲得所要求的污染物吸收容量和污染物吸收效率。
使用滴涂器(bead dispenser)、漏版(stencil)或通過絲網印刷，圍繞在其上沉積有電致發(fā)光顯示結構的基底的周邊和/或圍繞覆蓋板的周邊，沉積包含吸氣材料和密封材料的混合物的該周邊密封結構。如果使用雙密封結構(也就是本發(fā)明的第二實施例)，使用滴涂器、漏版或通過絲網印刷，圍繞基底和/或覆蓋板的周邊，沉積包含了吸氣材料和密封材料的一層以及包含具有或沒有吸氣材料的密封材料的其他外層。這一沉積步驟通常在于燥箱中進行，以避免濕氣的污染。
施加有該密封結構的該基底和覆蓋板可以利用對準裝置結合在一起。為了避免空氣進入其間，該步驟典型地在真空條件下完成。作為替換，可以在周邊密封結構內形成小的縫隙，當將該板和基底壓在一起時，包含在將要被密封的外殼內的空氣能夠穿過該小的縫隙流動。然后必須將該縫隙密封。
然后通過將該密封結構暴露在穿過該覆蓋板的紫外光中(對于UV固化粘合劑)，或者在烤箱內進行加熱(對于熱固化粘合劑)，使該密封結構固化。
上述公開大致描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。通過參考下面特定的實例，能夠獲得更完整的理解。這些實例僅用于示例的目的進行描述，并不意味著限制發(fā)明的范圍。期望根據具體情況給出的暗示或提出的方法，進行形式的改變和等效的替換。盡管此處使用了特定的術語，但是這些術語是用于解釋而不是為了限制的目的。
實例實例1本實例描繪了吸氣材料的性能，該吸氣材料混合到密封材料中，以吸收來自普通環(huán)境空氣的濕氣。從美國俄亥俄州西切斯特(WestChester Ohio)的三鍵國際公司(Three Bond International Inc.)獲得的30Y-296C UV固化粘合劑與20％重量比的具有大約5微米的平均顆粒尺寸的13X分子篩粉末混合。在混合前，先在300℃下激活該分子篩粉末一小時。
隨后在板上散布0.3至0.5毫米厚度的該混合的吸氣材料和密封材料，并UV固化以形成膜。然后將該板上的該膜置于含有百萬分之1500份水的空氣中。將該膜保持在大約23℃的溫度并且對該膜的重量增益隨時進行監(jiān)測。圖5示出了該膜的重量增益隨時間的函數。該膜的重量經過800小時線性增加了2.5％。作為比較，沒有分子篩的類似的膜進行相同條件的處理，并且如圖5所示，該膜并沒有明顯的增加重量。由此，該重量增益歸因于該分子篩的水吸收。
實例2本實例類似于實例1，除了僅由來自美國新澤西州Cranbury的Norland Products公司的UVS91 UV固化粘合劑，而不是30Y-296C UV固化粘合劑構成密封材料。其結果示于圖6中。圖6示出了包含分子篩的該膜的重量在大約200小時相對快地增長了2.5％，然后保持在大約3％。如實例1那樣，當該密封材料不包含分子篩時，沒有明顯的重量增加。本實例示出了在UVS91 UV固化粘合劑中的水透過速率比實例1的混合粘合劑明顯快。
實例3本實例示出了散布在密封材料中的吸氣材料用于降低在密封容積內的水蒸汽的局部壓力的性能。散布在UVS91 UV固化粘合劑中的13X分子篩的0.225克樣品，類似于實例2，被封閉在裝備有露點探針的130cm3的密封單元內。圖7示出了在該單元內測量的水蒸汽濃度對時間的函數。該單元內的水分含量在大約100小時內減小到大約100ppm，其顯示了該材料在低蒸汽濃度下吸水的效力。
實例4本實例示出了在測試單元內水蒸汽濃度的增加，其模擬了電致發(fā)光顯示器的基低和覆蓋板之間的空隙體積，以及該基底和覆蓋板之間的聚合密封結構的抗?jié)裥浴A柱體測試單元200如圖8所示地構造。包含不銹鋼圓柱體202的圓柱體測試單元200在一端開口。該圓柱體202具有大約35毫米的直徑以及大約130毫米的長度。呈圓盤形包含UVS91 UV固化粘合劑的測試密封結構204接合到該圓柱體202的頂部，以形成額定氣密性封裝。該測試密封結構204為大約0.3至0.4毫米厚。露點探針206安裝到該圓柱體測試單元200中以測量該內部水蒸汽濃度。圖11示出了當其設置在大約23℃下具有大約2.5％水蒸汽濃度的高濕度環(huán)境內在該圓柱體測試單元200內側的水蒸汽濃度的增加對時間的函數。該圓柱體測試單元200裝配在含有大約0.15％至大約0.18％的水蒸汽濃度的空氣內。圖11示出了在該測試單元200內的水蒸汽濃度在70小時后從大約0.18％升高到了大約1.2％。
實例5本實例示出了在實例4的測試單元100內4平方厘米的玻璃基底220上包括0.5毫米厚的吸氣劑膜的效果，如圖9所示。該吸氣劑膜包含了混合進30Y-296C UV固化粘合劑的13X分子篩，類似于實例2。該結果示于圖11中。該吸氣劑的存在有效地減小了該測試單元200內的水蒸汽濃度的增加速率，使得該濃度在70小時后僅增加到大約0.4％。
實例6本實例示出了在實例4的測試單元200內使用雙密封結構226的效果，該雙密封結構226具有包含吸氣材料的內密封結構226a。在這種情況下，如圖10所示，該密封結構由內密封結構226a和外密封結構226b構成，該內密封結構226a包含與30Y-296 UV固化粘合劑混合的13X分子篩，該外密封結構226b包含沒有分子篩的UVS91 UV固化粘合劑。結果示于圖11中。70小時之后，水蒸汽壓力從大約0.15％的初始值下降到小于每百萬分之200份。由此，該密封結構不僅成功地避免了濕氣從外部環(huán)境的任何滲透，而且也成功地吸收了存在于該單元后續(xù)裝置內的濕氣。
實例7本實例用于顯示在一測試電致發(fā)光裝置的操作穩(wěn)定性方面不同密封構造的效果。四個測試電致發(fā)光顯示裝置340、350、360和370構造在5厘米×5厘米的氧化鋁基底上，每個測試電致發(fā)光裝置具有厚電介質和藍色發(fā)射銪激活硫代鋁酸鋇薄膜磷光體，如在國際專利申請WO00/70917，WO02/058438和美國臨時申請60/434639(在此處將其公開全文結合作為參考)中所示例的。
四個測試電致發(fā)光顯示裝置340、350、360和370中的每一個包含四個電致發(fā)光像素372，如圖12A至12D中所示。裝置340、350、360和370中的每一個具有覆蓋在基底320的中間上方的大約4厘米×4厘米的玻璃覆蓋板322。裝置340具有2毫米寬、0.5毫米厚的周邊密封結構326。該周邊密封結構326包括作為密封劑的UV固化粘合劑30Y-296C的層(圖12A)。圖12B示出了類似的裝置350的設置，但是具有4毫米寬、0.5毫米厚層周邊密封結構326。圖12C示出了類似的裝置360的設置，但是該周邊密封結構具有內層326a，該內層326a包含散布在來自美國科羅拉多Breckenridge的電子材料公司(Electronic Materials Inc.)的UV固化EMI 3553環(huán)氧樹脂內的顆粒尺寸5微米的13X分子篩。該內密封層326a也為2毫米寬，但僅為0.35毫米厚，以便透過外密封層326b的蒸汽能夠圍繞包含該分子篩的該內層326a流動。圖12D示出了類似于裝置360的裝置370的設置，但是內密封層326a為0.5毫米厚，以便滲透過該外密封層326b的蒸汽不得不穿過包含該分子篩的內密封層326a。
圖13示出了在大約85℃的溫度和大約85％的相對濕度的測試腔內的裝置340、350、360和370的相對發(fā)光度對存儲時間的函數。為了觀察在這樣的環(huán)境內的存儲的效果，其中一個裝置利用具有超出這些裝置的閾值電壓60伏電壓振幅、240Hz脈沖頻率的交替極性電壓脈沖以短持續(xù)時間周期運行。如從圖13中看到的，具有2毫米周邊密封結構326的裝置340(圖12A)在大約50小時存儲之后損失了其初始亮度的50％。具有4毫米寬的周邊密封結構326的裝置350(圖12B)持續(xù)穩(wěn)定了大約24小時存儲，但是之后在接下來的50小時存儲內損失了其初始亮度的一半，顯示出更寬的密封結構延遲了穿過該裝置密封結構的濕氣滲透，但是在其后并不使該滲透速率減小。帶有具有部分厚度的內周邊密封結構326的裝置360(圖12C)顯示出持續(xù)大約400小時存儲的穩(wěn)定亮度，但是其后在接下來的150小時存儲損失了其50％的亮度。最后，帶有具有全厚度的內層326a的密封結構的裝置370(圖12D)顯示出持續(xù)570小時測試的存儲周期的穩(wěn)定亮度，其示出了本發(fā)明的雙密封結構的實用效果。
盡管在此處已經詳細描述了發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離發(fā)明的精神的情況下可以進行另外的改變。
權利要求
1.一種密封的電致發(fā)光顯示器，其包括基底；覆蓋板；在所述基底和所述覆蓋板之間的電致發(fā)光顯示結構；以及從所述基底到所述覆蓋板延伸的周邊密封結構，用于防止所述電致發(fā)光顯示結構暴露于大氣污染物中，所述周邊密封結構包括一層或更多層密封材料，其中，所述層中的至少一層還包括吸氣材料。
2.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述周邊密封結構包括由至少一種吸氣材料和至少一種密封材料制成的單層。
3.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述周邊密封結構包括由至少一種吸氣材料和至少一種密封材料制成的內層和包含至少一種密封材料的外層。
4.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層與所述外層相鄰并直接接觸。
5.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料為大氣污染物抑制材料。
6.如權利要求5的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料均勻分布在密封材料的整個所述層，以便滲透穿過所述周邊密封結構的所述大氣污染物被所述吸氣材料吸收。
7.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料均勻分布在整個所述內層，以便滲透穿過所述內層的所述大氣污染物被所述吸氣材料吸收。
8.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料吸收至少一種在所述電致發(fā)光顯示器內捕獲的大氣污染物。
9.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料的濃度至少為所述密封材料體積的大約5％，并且最多為大約50％。
10.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料的濃度為所述密封材料體積的大約10％至大約30％之間。
11.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述至少一種吸氣材料具有至多為所述至少一種周邊密封結構的厚度的顆粒尺寸。
12.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料具有在從大約0.1至大約250微米的范圍內的顆粒尺寸。
13.如權利要求12的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料從堿金屬氧化物、堿金屬硫酸鹽、堿土金屬氧化物、堿土金屬硫酸鹽、氯化鈣、氯化鋰、氯化鋅、高氯酸鹽及其混合物構成的組中進行選擇。
14.如權利要求12的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述吸氣材料從分子篩、氧化鈣、氧化鋇、五氧化二磷、硫酸鈣及其混合物構成的組中進行選擇。
15.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述密封材料從UV或熱固化粘合劑構成的組中進行選擇。
16.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層的所述密封材料與所述外層的所述密封材料不同。
17.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層的所述密封材料與所述外層的所述密封材料相同。
18.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述密封材料從環(huán)氧樹脂類、苯氧基類、醋酸纖維素、硅氧烷、丙烯酸脂、砜、鄰苯二甲酸鹽及其混合物構成的組中進行選擇。
19.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述密封材料的粘度在固化前為小于大約2500泊并大于大約10泊。
20.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述周邊密封結構占據了所述基底和所述覆蓋板之間的間隙的整個高度。
21.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層和所述外層占據了所述基底和所述覆蓋板之間的間隙的整個高度。
22.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層和所述外層具有從大約5微米至大約2毫米的范圍的厚度。
23.如權利要求22的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層和所述外層具有從大約25微米至大約35微米的范圍的厚度。
24.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述內層和所述外層具有從大約0.5毫米至大約15毫米的寬度。
25.如權利要求24的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述寬度從大約1.5毫米至大約4毫米。
26.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中在所述內層的內沿和所述電致發(fā)光顯示結構之間留下空隙，以便容許所述內層的擴散。
27.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述基底從玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷和不透氣柔性基底構成的組中進行選擇。
28.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述覆蓋板是不透氣光學透明片材。
29.如權利要求28的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述不透氣光學透明片材是玻璃。
30.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述覆蓋板具有與所述基底實質上相匹配的熱膨脹系數，以便限制所述周邊密封結構的不適當的彎曲。
31.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，還包括在所述覆蓋板和所述電致發(fā)光顯示結構之間的同形密封層。
32.如權利要求1的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述電致發(fā)光顯示結構從厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構和薄膜電致發(fā)光顯示結構構成的組中進行選擇。
33.如權利要求3的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述電致發(fā)光顯示結構從厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構和薄膜電致發(fā)光顯示結構構成的組中進行選擇。
34.如權利要求33的密封的電致發(fā)光顯示器，其中所述電致發(fā)光顯示結構是厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構。
35.一種用于制造密封的電致發(fā)光顯示器的方法，其包括圍繞基底和/或覆蓋板的周邊沉積周邊密封結構，所述基底具有沉積在其上的電致發(fā)光顯示結構，其中所述周邊密封結構包括至少一種吸氣材料和至少一種密封材料的混合物；以及在所述基底上方設置所述覆蓋板，使得所述覆蓋板被密封到所述基底，并且所述周邊密封結構與所述覆蓋板和所述基底都相接觸。
36.如權利要求35的方法，其中所述周邊密封結構包括內層和外層，其中所述內層和所述外層包括所述至少一種吸氣材料和所述至少一種密封材料的混合物。
37.如權利要求36的方法，其中所述內層包括所述至少一種吸氣材料和所述至少一種密封材料的混合物，并且所述外層包括至少一種密封材料。
38.如權利要求35的方法，其中所述方法在實質上無污染物的大氣中執(zhí)行。
39.如權利要求38的方法，其中所述方法在干燥箱中執(zhí)行。
40.如權利要求35的方法，其中所述周邊密封材料利用滴涂器、漏版以及通過絲網印刷中的至少一種進行沉積。
41.如權利要求37的方法，其中所述內層和所述外層利用滴涂器、漏版以及通過絲網印刷中的至少一種進行沉積。
42.如權利要求37的方法，其中使用對準裝置在所述基底上設置所述覆蓋板。
43.如權利要求35的方法，其中所述周邊密封結構被固化。
44.如權利要求43的方法，其中所述周邊密封結構通過選自暴露于紫外光中和/或加熱的方法來進行固化。
45.如權利要求35的方法，其中所述電致發(fā)光顯示結構從厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構和薄膜電致發(fā)光顯示結構構成的組中進行選擇。
46.如權利要求37的方法，其中所述電致發(fā)光顯示結構從厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構和薄膜電致發(fā)光顯示結構構成的組中進行選擇。
47.如權利要求45或46的方法，其中所述電致發(fā)光顯示結構是所述厚膜電介質電致發(fā)光顯示結構。
48.一種設置在電致發(fā)光顯示器內的周邊密封結構，所述電致發(fā)光顯示器具有基底、覆蓋板和在所述基底和覆蓋板之間的電致發(fā)光顯示結構；其中所述周邊密封結構從所述基底和所述覆蓋板延伸并與兩者接觸，以防止所述電致發(fā)光顯示結構暴露于大氣污染物中，并且其中所述周邊密封結構是包含密封材料和吸氣材料的層。
49.如權利要求48的密封結構，其中所述周邊密封結構還包含由密封劑材料制成的外層。
50.如權利要求49的密封結構，其中所述外層還包含一種或更多種吸氣材料。
51.如權利要求49的密封結構，其中所述外層還包含一層或更多層由密封材料制成的另外的外層，所述另外的外層中的每層提供有或沒有一種或更多種吸氣材料。
52.如權利要求48、49或51的密封結構，其中所述層、外層或另外的外層彼此相鄰并直接接觸。
53.如權利要求48的密封結構，其中所述密封結構不與所述電致發(fā)光顯示結構接觸。
54.一種設置在電致發(fā)光顯示器內的周邊密封結構，所述電致發(fā)光顯示器具有基底、覆蓋板和在所述基底和覆蓋板之間的電致發(fā)光顯示結構；其中所述周邊密封結構從所述基底和所述覆蓋板延伸并與兩者接觸，以防止所述電致發(fā)光顯示結構暴露于大氣污染物中，并且其中所述周邊密封結構包含一內層和一層或更多層外層，所述內層包含密封材料，其中所述外層中的一層或更多層還包含一種或更多種吸氣材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密封的電致發(fā)光顯示器，其包含防止顯示元件暴露于大氣污染物的周邊密封結構，并涉及一種用于制造該密封的電致發(fā)光顯示器的方法。該密封的電致發(fā)光顯示器包含基底、覆蓋板和在該基底和覆蓋板之間的電致發(fā)光顯示結構。提供從該基底向該覆蓋板延伸的周邊密封結構，以防止該電致發(fā)光顯示結構暴露于大氣污染物中。該周邊密封結構包含一層或更多層密封材料，其中至少一層還包含吸氣材料。
文檔編號H01J1/62GK1820547SQ200480019565
公開日2006年8月16日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權日2003年7月7日
發(fā)明者王禹昕 申請人:伊菲雷技術公司