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显示屏及其封装方法、终端与流程

2022-02-24 12:04:04 来源:中国专利 TAG:


1.本技术属于封装技术领域,尤其涉及一种显示屏及其封装方法、终端。


背景技术:

2.有机电致发光材料对水、氧特别敏感,以有机电致发光材料为发光材料的oled器件的失效问题一直困扰着众多的研究者。研究发现,有效的封装可以降低oled器件的失效问题,提高oled器件的使用寿命。
3.刚性amoled的frit封装性能是影响屏幕机械可靠性的关键因素之一。现有技术的frit封装结构,如图1所示,由下基板1’、frit垫层2’(由硅基绝缘膜21’和金属图案层22’组成)、frit胶层(图中未标出)和上基板(图中未标出)组成。图1中,b表示金属图案层22’的开口区,a表示金属图案层22’的非开口区,w1’表示非布线区frit胶有效宽度,w2’表示布线区frit胶有效宽度。这种frit封装形成的边框结构中,布线区以外的边框区域,金属图案层是由金属mo制作成规则的图案结构;而布线区由于需要布走线3’(图1中,包含八组走线,其中四组以l1、l2、l3、l4表示),无法制作规则的金属图案,因此走线3’发挥金属图案的作用。其中,走线按照材质又可以分为ti/al/ti走线和mo走线。frit封装时,将上下基板通过frit胶贴合后,需要对frit胶进行激光焊接,以促使上下基板粘合。在激光以固定的功率和速率照射frit胶的过程中,由于布线区和非布线区的材质、开口形状及开口率不同,甚至布线区内不同走线材质类型也存在差异,导致frit胶的有效粘接宽度差异很大,反射的激光能量差异较大,最终导致frit粘接强度差、内部残余应力大、屏幕机械可靠性差。
4.现有技术中可以通过下述方式提高frit封装结构的屏幕机械可靠性能:采取分段焊接的方式,即针对不同frit垫层区域,采用不同的激光功率和速率对frit胶进行激光焊接。然而,由于有些区域的长度与激光设备的最小overlap区相当,即激光功率/速率稳定之前,已完成该区域的焊接。因此,该方法对改善frit粘接强度和内部残余应力的效果仍然有限。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种显示屏及其封装方法、终端,旨在解决现有的frit封装技术中,frit胶粘接强度差、内部残余应力大,导致封装器件机械可靠性差的问题。
6.为达到上述目的,本技术采用如下技术方案:
7.第一方面,本技术实施例提供一种显示屏,包括显示模组,以及用于固封显示模组的封装模组,封装模组包括:
8.第一基板;
9.第二基板;
10.frit垫层,frit垫层设置在第一基板和第二基板之间;
11.frit垫层包括层叠设置的硅基绝缘层和金属图案层,其中,硅基绝缘层邻近第一基板,金属图案层邻近第二基板,金属图案层设置若干用于填充frit胶的开口;
12.frit胶层,frit胶层设置在frit垫层和第二基板之间;
13.以及,走线,走线包埋于硅基绝缘层中,且金属图案层中的金属图案在第一基板上的正投影覆盖走线在第一基板上的正投影。
14.本技术实施例提供的显示屏,具有以下有益效果:
15.首先,封装模组中,走线包埋于硅基绝缘层中,经硅基绝缘层从封装模组中穿插经过,以连接封装模组封装的显示模组和封装模组外部的显示驱动ic。通过这种方式,金属图案层不需要为走线的设置预留区域,从而使得金属图案层在整个封装区域形成连续的层结构。由此,一方面,金属图案层可以在布线区和非布线区形成开口形状相同的开口,降低开口率差异,降低甚至消除frit胶与金属图案层之间的有效粘接宽度差异,进而提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。另一方面,由于金属图案层不设置走线,在采用frit封装技术对frit胶进行激光焊接制备封装模组时,激光能量在布线区和非布线区被相同材质(金属图案层)的金属反射和透射,因此,反射和透射的比例一致,最终被frit胶吸收的能量一致,进一步降低封装模组内部残余应力,提高显示屏的机械可靠性。
16.其次,金属图案层中的金属图案在第一基板上的正投影覆盖走线在第一基板上的正投影,即金属图案层开口区的下方不设置走线。在这种情况下,走线表面不仅覆盖有硅基绝缘材料,而且还覆盖有金属图案层的金属材料。一方面,在采用frit封装技术对frit胶进行激光焊接制备封装模组时,受金属图案层的金属的遮挡,激光能量难以抵达走线,从而可以均衡布线区和非布线区frit胶的温度、有效粘接宽度和有效粘接比,最终提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高显示屏的机械可靠性。另一方面,走线上方的金属(来源于金属图案层),对激光焊接产生的热量具有阻挡作用,可以防止激光焊接过程中产生的热量传导到走线。同时,走线的表面覆盖有硅基绝缘材料,硅基绝缘材料可以发挥隔热作用,进一步降低激光焊接过程中产生的热量对走线的影响。金属图案层和硅基绝缘材料的双重阻隔作用,能够防止走线受热膨胀后产生鼓包,进一步降低封装模组内部残余应力,提高显示屏的机械可靠性。
17.本技术实施例提供的封装模组中,第一基板和第二基板相对设置,并通过封装组件,形成将显示模组容纳其间的密闭空间。在一种可能的实现方式中,第一基板为玻璃基板。在一种可能的实现方式中,第二基板为玻璃基板。本技术实施例中,第一基板为器件基板,即显示模组设置在第一基板上;第二基板为封装基板。在这种情况下,通过将封装基板粘合在器件基板表面,实现对显示模组的密封。在一些实施例中,显示模组可以为amoled显示模组或pmoled显示模组。
18.本技术实施例提供的封装模组中,frit胶层的厚度需要匹配封装模组内显示模组的厚度,frit胶层的厚度太低或太高都会导致frit胶层产生牛顿环现象,且增加残留应力,从而产生玻璃环破的风险。在一种可能的实现方式中,frit胶层的厚度为4.5μm~5.5μm,以匹配封装模组内显示模组的厚度。
19.本技术实施例提供的frit垫层包括硅基绝缘层,硅基绝缘层具有第一表面和第二表面。硅基绝缘层通过第一表面与第一基板结合,硅基绝缘层通过第二表面与金属图案层结合。本技术实施例中,第一表面为平整表面。在一种可能的实现方式中,第二表面为平整表面。在这种情况下,第二表面平坦度高,可以降低硅基绝缘层和金属图案层之间的内部应
力,提高封装模组的封装强度。进一步的,第二表面与第一表面相互平行,这样一来,更加有利于降低硅基绝缘层和金属图案层之间的内部应力,提高封装模组的封装强度,提高封装器件的机械可靠性。在一种可能的实现方式中,第二表面具有凸起,凸起之间形成的凹陷可以增加金属图案层的金属材料在硅基绝缘层的纵向结合强度,提高两者的结合力。示例性的,凸起在第一基板上的正投影与走线在第一基板上的正投影重合。
20.在一种可能的实现方式中,硅基绝缘层包括层叠设置的第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜,第一硅基绝缘膜设置在第一基板的表面,第二硅基绝缘膜设置在第一硅基绝缘膜背离第一基板的表面。
21.本技术实施例中,frit垫层还包括金属图案层。金属图案层为开设有开口的金属层,开口用于填充frit胶,相邻的开口之间存在间隔区域。通过设置开口可以增加frit胶层中的frit胶与第二基板纵向的粘接面积,从而增强粘接强度。金属图案层中,开口的区域露出硅基绝缘层,形成开口区;开口以外的区域对应形成非开口区,即形成金属图案。本技术实施例中,金属图案层不设置走线,不用预留供走线穿插的大开口,因此,金属图案层可以在布线区和非布线区形成同样形状的开口,从而降低甚至消除金属图案层的开口率差异,以提高frit胶的粘接强度,降低封装模组frit胶内部、frit胶与第二基板之间的残余应力,提高显示屏的机械可靠性。
22.本技术实施例提供的封装模组中,待封装器件含有走线,走线穿过硅基绝缘层连接封装模组内封装的显示模组和封装模组外的显示驱动ic;同时,走线被硅基绝缘材料包覆,以避免走线与金属图案层中的金属接触。通过这种方式,可以避免在金属图案层设置走线,从而使得金属图案层可以形成开口率相同的开口,降低甚至消除frit胶与金属图案层之间的有效粘接宽度差异,进而提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。
23.在一种可能的实现方式中,走线到金属图案层的距离为0.3μm~1.3μm。走线到金属图案层的距离在上述范围内,硅基绝缘层能够在走线表面形成连续的绝缘薄膜,并完全覆盖走线,避免走线与frit金属接触发生短路等异常;同时,也不会因为走线表面的硅基绝缘材料厚度过厚而增加硅基绝缘层的内应力,从而避免硅基绝缘层因为内应力增加而发生剥离。在一些实施例中,走线到金属图案层的距离为0.5μm~1.0μm。此处,应当理解的是,走线到金属图案层的距离是指:走线背离第一基板的表面向上,硅基绝缘材料的厚度。
24.在一种可能的实现方式中,走线到第一基板的距离为0.3μm~1.3μm。在一些实施例中,走线到第一基板的距离为0.3μm~0.5μm。此处,应当理解的是,走线到第一基板的距离是指:走线背向第二基板的表面向下,硅基绝缘材料的厚度。
25.在一种可能的实现方式中,硅基绝缘层包括层叠设置的第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜,第一硅基绝缘膜设置在第一基板的表面,第二硅基绝缘膜设置在第一硅基绝缘膜背离第一基板的表面上;其中,走线设置在第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜之间。在这种情况下,第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜能够将走线包覆其中,且可以通过制备两层不同厚度的硅基绝缘膜,灵活设置走线在硅基绝缘层中的深度。此外,在一层硅基绝缘膜上设置走线,进一步在走线表面制备第二硅基绝缘膜的方式,可加工性强。
26.本技术实施例提供的封装模组中,金属图案层中的金属图案(非开口区)在第一基板上的正投影覆盖走线在第一基板上的正投影,即金属图案层在布线区的开口设置在走线
之间的间隙处。在这种情况下,走线避开了金属图案层的开口,走线上方的金属材料得以保留。这样,既不会影响金属图案层的开口率,还能借助上层金属材料的防护,避免走线在激光焊接的过程中受热膨胀,出现鼓包。示例性的,封装器件含有n组走线(n为自然数),分别命名为l1、l2、l3、l4、l5...ln-1、ln。金属图案层在布线区的开口,可以选择在l1和l2之间的金属区域、l2和l3之间的金属区域、l4和l5之间的金属区域、l4和l5之间的金属区域...ln-1和ln之间的金属区域。当然,金属图案层在布线区的开口数量,根据封装模组的设计进行确定,可以选择上述区域中的一个或多个作为开口位置。
27.第二方面,本技术实施例提供一种显示屏的封装方法,包括以下步骤:
28.在第一基板结合有显示模组的表面制备第一硅基绝缘膜,且使得第一硅基绝缘膜设置在显示模组的外围;
29.在第一硅基绝缘膜设置走线预设区域和开口预设区域,走线预设区域和开口预设区域错开设置,在走线预设区域布置走线;
30.在第一硅基绝缘膜上制备第二硅基绝缘膜,并使得第二硅基绝缘膜覆盖走线;
31.在第二硅基绝缘膜背离第一硅基绝缘膜的表面制备金属图案层,金属图案层具有开口,且开口与开口预设区域相对应;
32.在第二基板的一表面形成frit胶层;
33.在真空环境下,将第二基板形成有frit胶层的一面与金属图案层贴合,采用激光照射frit胶层,使第一基板和第二基板通过frit胶层粘接,并将显示模组固封,得到显示屏。
34.本技术实施例提供的显示屏的封装方法,具有以下有益效果:
35.首先,先将走线布置在硅基绝缘材料中,然后在第二硅基绝缘膜表面制备金属图案层。由此,在frit封装过程中,不仅可以得到开口形状一致的金属图案层,得到开口率一致的金属图案层;而且可以避免走线与金属图案层设置在同一层时,走线与frit金属的材质差异、以及走线之间的材质差异对frit胶有效粘接宽度的影响,从而提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高显示屏的机械可靠性。
36.其次,对金属图案层开口处理时,避开走线所在区域,使走线处于非开口区域的下方。由此,走线被硅基绝缘材料和金属材料遮盖,激光照射时不会干扰金属图案层的开口率,从而可以均衡布线区和非布线区frit胶的激光能量、金属图案层整体温度、有效粘接宽度和有效粘接比,最终提高frit胶的粘接强度;而且,走线表面覆盖的硅基绝缘材料和金属图案层的金属材料,起到双层阻隔作用,可以避免激光照射产生的高温导致走线鼓包的问题。
37.通过本技术实施例提供的方法封装的显示屏,可以提高封装模组中frit胶的粘接强度,降低frit胶层内部以及frit胶层与金属图案层之间的残余应力,最终,提高显示屏的机械可靠性。
38.在一种可能的实现方式中,第一基板为玻璃基板,且第一基板的一表面制备有显示模组。即第一基板为器件基板。在第一基板结合有显示模组的表面制备第一硅基绝缘膜,且第一硅基绝缘膜设置在显示模组的外围,并限定封装区域。具体的,第一硅基绝缘膜所在的区域形成封装区域,第一硅基绝缘膜围合的区域,为封装模组封装显示模组的区域。
39.在一种可能的实现方式中,在第一表面通过物理或化学方法沉积硅基绝缘材料,
制备第一硅基绝缘膜。
40.在一些实施例中,第一硅基绝缘膜的厚度为0.3μm~1.5μm。在一些实施例中,第一硅基绝缘膜的厚度为0.3μm~0.5μm。
41.在一种可能的实现方式中,在第一硅基绝缘膜上制备第二硅基绝缘膜后,第二硅基绝缘膜在走线所在区域形成凸起。
42.在一种可能的实现方式中,第二硅基绝缘膜背对第一基板的表面为平整表面,在第一硅基绝缘膜上制备第二硅基绝缘膜,包括:在走线以及未布置走线的第一硅基绝缘膜上制备第二硅基绝缘预制膜;对第二硅基绝缘预制膜进行表面刻蚀处理,得到表面平整的第二硅基绝缘膜。通过这种方法,第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜将走线包覆,并且实现第二硅基绝缘膜的表面平坦化,从而降低由第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜组成的硅基绝缘层的内应力,避免第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜剥离,提高封装器件的机械可靠性。
43.在一种可能的实现方式中,对第二硅基绝缘预制膜进行表面刻蚀处理,包括:采用半色调掩膜板对第二硅基绝缘预制膜进行刻蚀,去除第二硅基绝缘预制膜表面凸出的第二硅基绝缘材料,得到表面平整的第二硅基绝缘膜。在这种情况下,利用半色调掩膜板开孔设计成含有两种透光率的图案的特点,一次性对第二硅基绝缘预制膜中所有凸出的硅基绝缘材料进行刻蚀处理,得到表面平整的第二硅基绝缘膜。
44.在一种可能的实现方式中,第二硅基绝缘膜在走线上方的厚度为0.3μm~1.3μm。第二硅基绝缘膜的厚度在这个范围内,第二硅基绝缘膜能够在走线表面形成连续的绝缘薄膜,完全覆盖走线,避免走线与frit金属接触发生短路等异常;同时,也不会因为走线表面的硅基绝缘材料厚度过厚而增加第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜之间的内应力,从而避免硅基绝缘层因为内应力增加而发生剥离。
45.在一种可能的实现方式中,在第二硅基绝缘膜背离第一硅基绝缘膜的表面制备金属图案层,包括:
46.在第二硅基绝缘膜背离第一硅基绝缘膜的表面制备金属层;
47.对金属层进行开口处理,并使得开口与开口预设区域相对应,得到金属图案层。
48.在这种情况下,一方面,金属层只含有金属,不含有走线,因此,对金属层进行开口处理时可以得到开口率一致的开口,形成金属图案层;另一方面,避开走线上方的金属进行开口,使得走线处于非开口区域的下方,走线上方依次覆盖有硅基绝缘材料(来源于第二硅基绝缘膜)和金属材料(来源于金属图案层),金属材料的遮挡和硅基绝缘材料的隔热作用,可以避免走线受热膨胀,干扰frit金属层的开口率,进一步提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。
49.示例性的,对走线所在区域的金属层进行开口处理时,在走线与走线之间的间隙进行开口,从而使得走线处于非开口区域的下方。
50.在一种可能的实现方式中,在第二基板的一表面形成frit胶层时,frit胶层至少覆盖金属图案层,以便通过两者的贴合形成密闭空间,将待封装器件封闭在密闭空间中。
51.在一种可能的实现方式中,在第二基板的一表面形成frit胶层,包括:在第二基板的一表面丝印frit胶,得到frit胶层。由于frit胶颗粒比较粗大,通过丝印形成的膜层均匀性好,致密度高,有利于提高frit胶与金属图案层之间的粘接强度。
52.在一种可能的实现方式中,在第二基板的一表面形成frit胶层,包括:获取移印胶头,在移印胶头的表面蘸取frit胶并转移至第二基板的一表面,将frit胶固化成膜,得到frit胶层。
53.在一种可能的实现方式中,在真空度小于或等于500pa的条件下,即真空环境的真空度小于或等于500pa,将第二基板形成有frit胶层的一面与金属图案层贴合。在这种情况下,贴合完成之后形成的密闭空间具有高真空度,进一步提高封装模组对封装器件的水氧阻隔效果。
54.第三方面,本技术实施例提供一种终端,包括第一方面提供的显示屏,或第二方面提供的方法封装得到的显示屏。
附图说明
55.图1是现有技术提供的封装模组示意图;
56.图2a是本技术实施例提供的封装模组中,第一基板和frit垫层形成的叠层结构的俯视图;
57.图2b是本技术实施例提供的图2a中,a放大后显示的非布线区的纵向截面图;
58.图2c是本技术实施例提供的图2a中,b放大后显示的布线区的纵向截面图;
59.图2d是本技术实施例提供的提供的图2a中c放大后显示的封装模组的有效粘接宽度示意图;
60.图3是本技术一实施例提供的封装模组的纵向截面图;
61.图4是本技术一实施例提供的包括第一硅基绝缘膜和第二硅基绝缘膜的封装模组的纵向截面图;
62.图5是本技术实施例提供的封装模组的封装工艺流程图;
63.图6a是本技术实施例提供的在第一基板表面制备第一硅基绝缘膜的流程示意图;
64.图6b是本技术实施例提供的在第一基板表面制备第一硅基绝缘膜后的结构的俯视图;
65.图7a是本技术实施例提供的在第一硅基绝缘膜上制作完走线后的结构的纵向截面图;
66.图7b是本技术实施例提供的在第一硅基绝缘膜上制作完走线后的结构的俯视图;
67.图8a是本技术实施例提供的在布线区上方形成不平整的第二硅基绝缘膜后的结构图;
68.图8b是本技术实施例提供的在非布线区上方形成第二硅基绝缘膜后的结构图;
69.图8c是本技术实施例提供的在布线区上方形成表面平整的第二硅基绝缘膜的结构图;
70.图8d是本技术实施例提供的在第一硅基绝缘膜的表面制作第二硅基绝缘膜后的结构的俯视图;
71.图9是本技术实施例提供的在对布线区上方的金属层进行开口,制备金属图案层后的结构图;
72.图10是本技术实施例提供的对非布线区上方的金属层进行开口,制备金属图案层后的结构图;
73.图11是本技术实施例提供的frit封装时,激光焊接的示意图。
具体实施方式
74.为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
75.本技术中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b的情况。其中a,b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
76.本技术中,“多个(种)”是指两个(种)或两个(种)以上。
77.应理解,在本技术的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
78.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
79.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质、界面、消息、请求和终端彼此区分开,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如,在不脱离本技术实施例范围的情况下,第一xx也可以被称为第二xx,类似地,第二xx也可以被称为第一xx。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
80.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
81.在介绍本技术实施例之前,对本技术实施例涉及到的相关名词作如下释义:
82.oled为“organic light emitting display”的缩写,表示有机电致发光显示器。
83.amoled为“active-matrix organic light-emitting diode”的缩写,表示有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。
84.pmoled为“passive matrix oled”的缩写,表示主动驱动式oled。
85.ltps为“low temperature poly silicon”的缩写,表示低温多晶硅。
86.tft为“thin film transistor”的缩写,表示薄膜晶体管。
87.frit胶表示玻璃胶,是由多种金属氧化物粉末、支撑粒子、粘着剂和溶剂按一定配方制成的胶体。
88.frit封装:用frit胶将布置有待封装器件的器件基板和封装基板粘接在一起,形成密闭的阻隔空间,用于阻隔水氧对封装器件的侵蚀的封装工艺。
89.frit垫层:在布置有待封装器件的器件基板表面制作的,与frit胶直接接触的叠层薄膜,一般由金属和硅基薄膜堆叠而成,用于增强frit胶与封装基板的粘接强度,以及使
激光焊接过程均热。
90.overlap:激光路径的起始点与结束点之间的重叠区域。
91.halftone mask:表示半色调掩膜板,在阵列制作工艺中的曝光环节,所用的光刻光罩,该光罩开孔设计成两种不同透光率的图案,从而可以利用一道光罩,完成两种结构的光刻。
92.布线区:布置有走线的区域,走线用于实现封装模组内部器件和显示驱动ic之间的信号交互。
93.非布线区:布线区以外的区域,即没有布置走线的区域。
94.正投影:平行投射线垂直于投影面投射形成的投影。
95.结合图2a、图2b、图2c、图2d、图3和图4,本技术实施例第一方面提供一种显示屏,包括显示模组,以及用于固封显示模组的封装模组。
96.在一种可能的实施方式中,封装模组包括相对设置的第一基板1和第二基板5。
97.本技术实施例提供的封装模组,第一基板1和第二基板5通过封装组件,形成将待封装的器件容纳其间的密闭空间。在一种可能的实现方式中,第一基板1为玻璃基板。在一种可能的实现方式中,第二基板5为玻璃基板。本技术实施例中,第一基板1为器件基板,即显示模组设置在第一基板1上;第二基板5为封装基板。在这种情况下,通过将封装基板粘合在器件基板表面,实现对显示模组的密封。在一些实施例中,显示模组可以为amoled显示模组或pmoled显示模组。
98.本技术实施例提供的封装模组,第一基板1和第二基板5通过frit胶层4粘合,形成将显示模组容纳其间的密闭空间。具体的,第一基板1和第二基板5借助frit胶层4的粘接作用,形成密闭空间,将显示模组密封于密闭空间中。应当理解的是,本技术实施例中,frit胶层4至少设置在封装模组的封装区域,从而使得第一基板1和第二基板5借助封装区域的frit胶层4将显示模组密封在形成的密闭空间中。对应的,第一基板1和第二基板5通过frit胶封装的区域形成封装器件的边框,如显示屏的边框。边框的形状可以根据最终形成的终端设备的形状进行设定。示例性的,当终端设备为手机、pc、平板、tv、智慧屏等时,边框为矩形边框;当终端设备为手表时,边框为圆形边框或椭圆形边框或方形边框。
99.本技术实施例提供的封装模组中,frit胶层4的厚度需要匹配封装模组内显示模组的厚度,frit胶层4的厚度太低或太高都会导致frit胶层产生牛顿环现象,且增加残留应力,从而产生玻璃环破的风险。在一种可能的实现方式中,frit胶层4的厚度为4.5μm~5.5μm,以匹配封装模组内显示模组的厚度。作为一种示例,本技术实施例中frit胶层4的厚度可以为4.5μm、4.6μm、4.7μm、4.8μm、4.9μm、5.0μm、5.1μm、5.2μm、5.3μm、5.4μm、5.5μm中的任意值。
100.如图2b、图2c、图3和图4所示,本技术实施例提供的封装模组包括设置在第一基板1和第二基板5之间的frit垫层2,frit垫层2用于增强第一基板1与frit胶之间、以及第二基板5与frit胶之间的粘接强度,进而提高整个封装模组的粘接强度,提高显示屏的机械可靠性。
101.本技术实施例提供的frit垫层包括硅基绝缘层21,硅基绝缘层21具有第一表面和第二表面。硅基绝缘层21通过第一表面与第一基板1结合,硅基绝缘层21通过第二表面与金属图案层22结合。本技术实施例提供的硅基绝缘层21中,第一表面为平整表面。在一种可能
的实现方式中,第二表面为平整表面。在这种情况下,第二表面平坦度高,可以降低硅基绝缘层和金属图案层之间的内部应力,提高封装模组的封装强度。进一步的,在一些实施例中,第二表面可以与第一表面相互平行,这样一来,可以减缓金属图案层在硅基绝缘层21的第二表面上的表面拉扯,从而更加有利于降低硅基绝缘层21和金属图案层22之间的内部应力,提高封装模组的封装强度,提高显示屏的机械可靠性。在一种可能的实现方式中,第二表面具有凸起,凸起之间形成的凹陷可以增加金属图案层22的金属材料在硅基绝缘层21的纵向结合强度,提高两者的结合力。示例性的,凸起在第一基板1上的正投影与走线3在第一基板1上的正投影重合。
102.在一种可能的实现方式中,硅基绝缘层21的材料选自氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳氧化硅中的一种或多种。示例性的,硅基绝缘层21可以是上述材料中的一种或多种形成的单层膜,也可以是上述材料形成的多层堆叠结构。多层堆叠结构中的单层,可以由上述材料中的一种形成,也可以由上述材料中的多种形成。
103.在一种可能的实现方式中,如图4所示,硅基绝缘层21包括层叠设置的第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212,第一硅基绝缘膜211设置在第一基板1的表面,第二硅基绝缘膜212设置在第一硅基绝缘膜211背离第一基板1的表面。
104.本技术实施例中,frit垫层2还包括与硅基绝缘层21层叠结合,且处于硅基绝缘层21背离第一基板1的表面的金属图案层22。即硅基绝缘层21邻近第一基板1,金属图案层22邻近第二基板5。本技术实施例提供的金属图案层22为开设有若干开口的金属层,相邻的开口之间存在间隔区域。开口用于填充frit胶,从而增加frit胶层4中的frit胶与第二基板5纵向的粘接面积,进而增强粘接强度。本技术实施例中,由于走线3不与金属图案层22同层设置,因此,走线3不会阻断金属图案层22的连续性。由此,不同于图1中金属图案层22’被走线3’打断,导致金属图案层22’在封装区域不连续的情形,本技术实施例提供的封装模组如图2a所示,金属图案层22形成连续的层结构,一方面,可以使得金属图案层22可以同时在布线区和非布线区的上方设置开口,且布线区和非布线区的开口形状一致,从而降低金属图案层22由于开口不规则、开口形状不一致导致的开口率差异,提高frit胶的粘接强度,降低封装模组frit胶内部、frit胶与第二基板5之间的残余应力,最终提高封装模组的机械可靠性;另一方面,由于frit胶层4的接触面以及frit封装过程中激光的反射或投射面均为金属图案层22的金属,因此激光能量在布线区和非布线区的反射和透射是等效的,frit胶在布线区和非布线区吸收的能量一致,从而均衡整个封装区域的粘接强度,降低封装模组的内部残余应力,提高封装模组的机械可靠性。如图2b、图2c所示,金属图案层22中,开口的区域露出硅基绝缘层21,形成开口区b;开口以外的区域对应形成非开口区a。
105.参见图2a、图2c、图3和图4,本技术实施例提供的封装模组还包括走线3。如图2a所示,走线3穿过封装模组,一端连接封装模组内部的显示模组,另一端连接封装模组外部的显示驱动ic,用于实现内外信号的交互。走线3在封装模组中的位置,根据器件在封装模组中的布置情况(包括显示屏的排布、形状等)进行设计。
106.应当注意的是,参见图2a、图2c、图3和图4,本技术实施例提供的走线3包埋于硅基绝缘层21中,经硅基绝缘层21从封装模组中穿插经过,以连接封装模组内外器件。由于走线3包埋于硅基绝缘层21中,可以避免走线3与金属图案层3的金属直接接触,更重要的是,在这种情况下,金属图案层22不用为走线3的设置预留区域,从而使得金属图案层22在整个封
装区域形成连续的功能层,并在布线区和非布线区可以形成开口形状相同的开口,降低开口率差异,从而降低甚至消除frit胶与金属图案层22之间的有效粘接宽度差异,进而提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。图2d示出了本技术实施例提供的封装模组的有效粘接宽度;其中,w1表示非布线区frit胶有效宽度,w2表示布线区frit胶有效宽度。由图可见,本技术实施例提供的封装模组,布线区和非布线区的有效粘接宽度一致。
107.参见图2a、2b、图2c、图3和图4,本技术实施例中,金属图案层22中的金属图案在第一基板1上的正投影覆盖走线3在第一基板1上的正投影。金属图案层22中的金属图案在第一基板1上的正投影覆盖走线3在第一基板1上的正投影,是指:走线3设置在金属图案层22非开口区a的下方,金属图案层22开口区b的下方不设置走线。在这种情况下,走线3表面不仅覆盖有硅基绝缘材料,而且还覆盖有金属图案层22的金属材料。一方面,在采用frit封装技术对frit胶进行激光焊接制备封装模组时,受金属图案层22的金属的遮挡,激光能量难以抵达走线3,从而可以均衡布线区和非布线区frit胶的温度、有效粘接宽度和有效粘接比,最终提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。另一方面,走线3上方的金属(来源于金属图案层22),对激光焊接产生的热量具有阻挡作用,可以防止激光焊接过程中产生的热量传导到走线3。同时,走线3的表面覆盖有硅基绝缘材料,硅基绝缘材料可以发挥隔热作用,进一步降低激光焊接过程中产生的热量对走线的影响。金属图案层22和硅基绝缘材料的双重阻隔作用,能够防止走线3受热膨胀后产生鼓包,进一步降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。
108.在一种可能的实现方式中,结合图2c和图3、图4,本技术实施例提供的金属图案层22在布线区的开口设置在走线3之间的间隙处。示例性的,封装器件含有8组走线3(每一组走线分别标记为3,图中仅标记一组走线作为示例),分别命名为l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8。金属图案层22在布线区的开口,可以选择在l1和l2之间的金属区域、l2和l3之间的金属区域、l4和l5之间的金属区域、l4和l5之间的金属区域、l5和l6之间的金属区域、l6和l7之间的金属区域以及l7和l8之间的金属区域。当然,走线3的数量根据终端产品的设计确定,并不限于8组;金属图案层22在布线区的开口数量,以及相邻的两个开口之间布置的走线3数量,根据封装模组的设计进行确定,可以选择上述区域中的一个或多个作为开口位置,相邻的两个开口之间可以布置一组或多组走线。本技术实施例提供的图3和图4,仅仅为走线布设的示意,并不限定走线的数量和相邻的开口之间布置的走线的数量。
109.在一种可能的实现方式中,走线3到金属图案层22的距离为0.3μm~1.3μm。走线3到金属图案层22的距离在上述范围内,硅基绝缘层21能够在走线3表面形成连续的绝缘薄膜,完全覆盖走线3,避免走线3与frit金属接触发生短路等异常;同时,也不会因为走线3表面的硅基绝缘材料厚度过厚而增加硅基绝缘层21的内应力,从而避免硅基绝缘层21因为内应力增加而发生剥离。在一些实施例中,走线3到金属图案层22的距离为0.5μm~1.0μm。此处,应当理解的是,走线3到金属图案层22的距离是指:走线3背离第一基板1的表面向上,硅基绝缘材料的厚度。
110.作为一种示例,本技术实施例中走线3到金属图案层22的距离可以为0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm中的任一值。
111.在一种可能的实现方式中,走线3到第一基板1的距离为0.3μm~1.3μm。在一些实
施例中,走线3到第一基板1的距离为0.3μm~0.5μm。此处,应当理解的是,走线3到第一基板1的距离是指:走线3背离第二基板5的表面向下,硅基绝缘材料的厚度。
112.作为一种示例,本技术实施例中走线3到第一基板1的距离可以为0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm中的任一值。
113.在一种可能的实现方式中,硅基绝缘层21包括层叠设置的第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212,第一硅基绝缘膜211设置在第一基板1的表面,第二硅基绝缘膜212设置在第一硅基绝缘膜211背离第一基板1的表面上;其中,走线3设置在第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212之间。在这种情况下,第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212能够将走线3包覆其中,且可以通过制备两层不同厚度的硅基绝缘膜,灵活设置走线3在硅基绝缘层21中的深度。此外,在一层硅基绝缘膜上设置走线3,进一步在走线3表面制备第二硅基绝缘膜212的方式,可加工性强。应当理解的是,当硅基绝缘层21包括层叠设置的第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212时,走线3到第一基板1的距离,即第一硅基绝缘膜211的厚度。
114.在一种可能的实现方式中,走线3选自ti/al/ti走线和/或mo走线。其中,ti/al/ti叠层走线包括相对的两层ti金属层,以及在两层ti金属层中夹设的al金属层;mo走线为mo金属制成的走线。本技术实施例中,当走线3同时含有ti/al/ti走线和mo走线时,由于走线3设置在硅基绝缘层21中,frit封装过程中,激光焊接的激光不会照射到走线3上,因此,不同材质的走线3不会影响金属图案层22的开口率和frit胶的有效粘接宽度,进而有利于得到粘接强度增加的封装模组。
115.当走线3为ti/al/ti叠层结构时,由于al的热膨胀系数大,更容易过热(如在制备过程中采用激光焊接frit胶时)导致膨胀鼓包。因此,本技术实施例中,frit封装过程中,走线3上的金属(一般为金属mo,热膨胀系数低)借助上层金属材料的防护,避免走线3在激光焊接的过程中受热膨胀,加之走线3与金属图案层22之间间隔了一层硅基绝缘膜,硅基绝缘可以起到隔热的效果,进一步避免走线3过热鼓包。
116.本技术实施例第一方面提供的显示屏,可以通过下述方法获得。
117.结合图5,本技术实施例第二方面提供一种显示屏的封装方法,包括以下步骤:
118.s10.在第一基板1结合有显示模组的表面制备第一硅基绝缘膜211,且使得第一硅基绝缘膜211设置在显示模组的外围。
119.在一种可能的实现方式中,第一基板1为玻璃基板。在一种可能的实现方式中,第一基板1为玻璃基板,且第一基板1的一表面制备有显示模组。即第一基板1为器件基板。对应的,制备有显示模组的表面,为制备第一硅基绝缘膜211的表面。
120.图6a示出了在第一基板1的表面制备第一硅基绝缘膜211的示意图。在一种可能的实现方式中,在第一表面1的表面通过物理或化学方法沉积硅基绝缘材料,制备第一硅基绝缘膜211。
121.图6b示出了在第一基板1的表面制备第一硅基绝缘膜211后的结构俯视图,第一基板1的表面制备有显示模组,在显示模组的外围制备第一硅基绝缘膜211,第一硅基绝缘膜211限定封装区域,即第一硅基绝缘膜211围合的区域形成封装区域。
122.在一些实施例中,第一硅基绝缘膜211的厚度为0.3μm~1.5μm。在一些实施例中,第一硅基绝缘膜211的厚度为0.3μm~0.5μm。
123.s20.在第一硅基绝缘膜211设置走线预设区域和开口预设区域,走线预设区域和开口预设区域错开设置,在走线预设区域布置走线3。
124.本技术实施例中,走线3穿过封装模组连接显示模组和显示驱动ic,用于实现内外器件的信号交互,封装模组中预设的走线布设区域即为走线预设区域,封装模组中预设的开口区域即为开口预设区域。本技术实施例中,走线预设区域和开口预设区域错开设置,是指:走线预设区域和开口预设区域不重合,且无交叉,从而使得下述步骤在开口预设区域对金属层进行开口处理时,使得走线3处于非开口区域a的下方。
125.在一种可能的实现方式中,在走线预设区域,在第一硅基绝缘膜211的表面制作走线3,并使得走线3的一端连接封装区域内部的显示模组,另一端延伸至封装模组之外。在一种可能的实现方式中,在走线预设区域,将成型的走线3布设在第一硅基绝缘膜211的表面,并使得走线3的一端连接封装区域内部的显示模组,另一端延伸至封装模组之外。在走线预设区域设置走线3后的结构如图7a、图7b所示,其中,图7a为在走线预设区域设置走线3后的结构的纵向截面图,图7b为在走线预设区域设置走线3后的结构的俯视图。
126.s30.在第一硅基绝缘膜211上制备第二硅基绝缘膜212,并使得第二硅基绝缘膜212覆盖走线3。
127.在这种情况下,走线包埋于硅基绝缘材料中,一方面,可以避免走线与下述步骤的金属图案层22的金属材料直接接触,影响走线实现内外信号交互的功能;另一方面,走线从第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212之间穿过封装区域,不需要在金属图案层22的同层预留走线布置区域,从而可以保证金属图案层22在整个封装区域的连续性。
128.在一种可能的实现方式中,在第一硅基绝缘膜211上通过物理或化学方法沉积硅基绝缘材料,制备第二硅基绝缘膜212。在一些实施例中,硅基绝缘材料在第一硅基绝缘膜211的上方均匀沉积,由此制备的第二硅基绝缘膜212,走线3表面的第二硅基绝缘膜212的高度,高于非布线区的第二硅基绝缘膜212的高度,导致第二硅基绝缘膜212远离第一基板1的表面形成凸起或凹坑。在这种情况下,具有凸起或凹坑的不平整表面可以增加金属图案层22的金属材料在第二硅基绝缘膜212上的纵向结合强度,提高两者的结合力。本技术实施例中,布线区形成第二硅基绝缘膜212后的结构图如图8a所示,非布线区形成第二硅基绝缘膜212后的结构图如图8b所示。
129.在一种可能的实现方式中,第二硅基绝缘膜212背对第一基板1的表面为平整表面,在第一硅基绝缘膜211上制备第二硅基绝缘膜212,包括:在走线3以及未布置走线3的第一硅基绝缘膜211上制备第二硅基绝缘预制膜;对第二硅基绝缘预制膜进行表面刻蚀处理,得到表面平整的第二硅基绝缘膜212。通过这种方法,第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212可以将走线3包覆,而且还能实现第二硅基绝缘膜212的表面平坦化,从而降低由第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212组成的硅基绝缘层21的内应力,避免第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212剥离,提高封装器件的机械可靠性。图8c、图8d分别示出了在第一硅基绝缘膜211上制备第二硅基绝缘膜212,在布线区形成第二硅基绝缘膜212后的结构的纵向截面图和俯视图。如图8c所示,第二硅基绝缘膜212覆盖走线,且背对第一基板1的表面为平整表面。
130.在一种可能的实现方式中,对第二硅基绝缘预制膜进行表面刻蚀处理,包括:采用半色调掩膜板(halftone mask)对第二硅基绝缘预制膜进行刻蚀,去除第二硅基绝缘预制
膜表面凸出的第二硅基绝缘材料,得到表面平整的第二硅基绝缘膜212。在这种情况下,利用半色调掩膜板开孔设计成含有两种透光率的图案的特点,一次性对第二硅基绝缘预制膜中凸起部位的硅基绝缘材料进行刻蚀处理,得到表面平整的第二硅基绝缘膜212,从而保持整圈frit垫层2的平整性。
131.在一种可能的实现方式中,第二硅基绝缘膜212在走线3上方的厚度为0.3μm~1.3μm。第二硅基绝缘膜212的厚度在这个范围内,第二硅基绝缘膜212能够在走线3表面形成连续的绝缘薄膜,完全覆盖走线3,避免走线3与frit金属接触导致发生短路等异常;同时,也不会因为走线3表面的硅基绝缘材料厚度过厚而增加第一硅基绝缘膜211和第二硅基绝缘膜212之间的内应力,从而避免硅基绝缘层21因为内应力增加而发生剥离。
132.s40.在第二硅基绝缘膜212背离第一硅基绝缘膜211的表面制备金属图案层22,金属图案层22具有开口,且开口与开口预设区域相对应。
133.该步骤中,由于走线3包埋在硅基绝缘材料中,在第二硅基绝缘膜212的表面制备金属图案层22时,不需要考虑为走线3预留穿插区域,因此,可以在整个封装区域形成完整且连续的金属图案层22。进一步的,在金属图案层22设置开口时,可以不受走线的影响,设置规则且开口形状一致的开口,最终得到开口率一致的金属图案层。此外,在整个封装区域形成完整且连续的金属图案层22,可以避免走线3与金属图案层22处于同层时,走线3与金属图案层22的材质差异、以及走线3之间的材质差异对frit胶有效粘接宽度的影响,从而提高frit胶的粘接强度,降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。
134.在一种可能的实现方式中,在第二硅基绝缘膜212背离第一硅基绝缘膜211的表面制备金属图案层22,包括:
135.s41.在第二硅基绝缘膜212背离第一硅基绝缘膜211的表面制备金属层。
136.在这种情况下,由于走线3布置在硅基绝缘材料中,因此在第二硅基绝缘膜212的表面制备金属层时,不需要考虑为走线3预留穿插区域,可以在封装区域形成完整且连续的金属层,即金属层覆盖封装区域。
137.s42.对金属层进行开口处理,并使得开口与开口预设区域相对应,得到金属图案层22。
138.在这种情况下,对金属层进行开口处理时,可以在整个封装区域的金属层得到开口形状一致的开口,从而降低甚至消除金属图案层22的开口率差异。对金属层进行开口处理的过程中,对于非布线区,对金属层进行开口可以参照常用方法进行,制备金属图案层22后的结构图如图10所示。对于布线区,对金属层进行开口避开走线3上方的金属,使得走线3处于非开口区域a的下方,在进行激光照射时,由于金属图案层22的金属遮挡,激光能量难以达到走线3位置,因此可以减小布线区和非布线区frit胶的激光能量差异,均衡金属图案层22的整体温度,进而减小布线区和非布线区的有效粘接宽度和有效粘接比,最终提高frit胶的粘接强度。此外,走线3表面依次覆盖硅基绝缘材料和金属图案层22的金属材料,金属材料可以阻隔激光照射能量传导到走线3,而硅基绝缘材料可以发挥隔热作用,降低激光焊接过程中产生的热量对走线的影响。金属图案层22和硅基绝缘材料的双重阻隔作用,能够防止走线3受热膨胀后产生鼓包,进一步降低封装模组内部残余应力,提高封装器件的机械可靠性。
139.在一种可能的实现方式中,对走线3所在区域的金属层进行开口处理时,在走线3
与走线3之间的间隙进行开口,从而使得走线3处于非开口区a域的下方,防止走线3处于开口区b时,在激光照射的过程中受热膨胀产生鼓包,从而避免鼓包对激光能量反射量造成干扰。示例性的,封装模组布设8组走线,分别命名为l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8。对布线区的金属层进行开口,制备金属图案层22后的结构图如图9所示。
140.s50.在第二基板5的一表面形成frit胶层4;
141.在一种可能的实现方式中,在第二基板5的一表面涂覆frit胶层4。应当注意的是,frit胶层4的沉积区域至少与金属图案层22区域对应,以便通过两者的贴合形成密闭空间,将待封装器件封闭在密闭空间中。在第二基板5的一表面涂覆frit胶层4,涂覆的方式包括但不限于丝印、移印、点胶等方式。
142.在一种可能的实现方式中,在第二基板5的一表面涂覆frit胶层4,包括:在第二基板5的一表面丝印frit胶,制备frit胶层4。由于frit胶颗粒比较粗大,通过丝印形成的膜层均匀性好,致密度高,有利于提高frit胶与金属图案层22之间的粘接强度。
143.在一种可能的实现方式中,在第二基板5的一表面形成frit胶层4,包括:获取移印胶头,在移印胶头的表面蘸取frit胶并转移至第二基板5的一表面,将frit胶固化成膜,得到frit胶层4。
144.s60.在真空环境下,将第二基板5形成有frit胶层4的一面与金属图案层22贴合,采用激光照射frit胶层4,使第一基板1和第二基板5通过frit胶层4粘接,并将显示模组固封,得到显示屏。
145.本技术实施例中,采用激光照射frit胶层4的过程中,frit胶熔融并填充到金属图案层22的开口并与开口粘接,从而增加frit胶层4纵向的粘接面积,增强粘接强度。在经激光照射之后,frit胶冷却固化,形成frit胶层4。
146.在一种可能的实现方式中,在真空度小于或等于500pa的条件下,即真空环境的真空度小于或等于500pa,将第二基板5形成有frit胶层4的一面与金属图案层22贴合。在这种情况下,贴合完成之后形成的密闭空间具有高真空度,进一步提高封装模组对封装器件的水氧阻隔效果。
147.如图11所示,激光照射下,frit胶层4固化的过程中,借助金属图案层22将第二基板5和第一基板1粘合。
148.通过本技术实施例提供的方法封装的显示屏,可以提高frit胶的粘接强度,降低frit胶层4内部以及frit胶层4与金属图案层22之间的残余应力,最终,提高显示屏的机械可靠性。
149.本技术实施例第三方面提供一种终端,包括第一方面提供的显示屏,或第二方面提供的方法封装得到的显示。
150.在一种可能的实现方式中,终端包括但不限于穿戴设备如手表、手机、pc、平板、tv、智慧屏。
151.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

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