CN101728338B - 发光显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明在于提供一种发光显示器及其制造方法。根据本发明的发光显示器包括：第一基底，多个发光器件设置在第一基底上，所述多个发光器件包括第一电极、有机发光层和第二电极；第二基底，被设置为面对第一基底；阻挡构件，设置在第一基底和第二基底之间，以围绕所述多个发光器件；无机密封材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的外部区域中，并将第一基底附着到第二基底；硅填充材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的内侧，从而与第二电极接触。
Description
本申请要求于2008年10月29日在韩国知识产权局提交的第10-2008-0106222号韩国专利申请的优先权，通过引用将该申请的全部内容包含于此。
技术领域
本发明涉及一种发光显示器和制造所述发光显示器的方法，更具体地讲，本发明涉及一种在形成有发光器件的基底和密封基底之间具有硅填充材料的发光显示器和制造所述发光显示器的方法。
背景技术
因为诸如有机发光二极管(OLED)的发光器件包含易于受到湿气和/或氧影响的有机材料，所以需要保护OLED免于受到湿气和/或氧的影响。
但是，尽管利用OLED的发光显示器易于受到湿气和/或氧的影响，因为这样的发光显示器通常具有宽视角、高对比度、高响应速度和低功耗，所以这样的发光显示器广泛地用在诸如MP3播放器、移动电话和电视机(TV)的个人便携式装置中。根据用户的要求，发光显示器已经越加纤薄了。
然而，为了减小发光显示器的总厚度，当将发光显示器的基底的厚度减小至大约0.3mm或更小时，在诸如跌落和扭曲的应力下难以保持器件的机械完整性。机械完整性的缺失会损害器件的密封状态，由此缩短有机发光显示器的寿命。
发明内容
因此，一个目的在于提供一种能够确保机械可靠性和耐久性的发光显示器和一种制造所述发光显示器的方法。
另一目的在于提供一种通过使用有效地防止湿气或氧渗透的无机密封材料而能够确保机械可靠性的发光显示器和一种制造所述发光显示器的方法。
为了实现以上和/或其它目的，根据本发明的一方面，提供了一种发光显示器，该发光显示器包括：第一基底，多个发光器件设置在第一基底上，所述多个发光器件具有第一电极、有机发光层和第二电极；第二基底，被设置为面对第一基底；阻挡构件，设置在第一基底和第二基底之间，以围绕所述多个发光器件；无机密封材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的外部区域中，并将第一基底附着到第二基底；硅填充材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的内侧，从而与第二电极接触。
为了实现以上和/或其它目的，根据本发明的另一方面，提供了一种制造发光显示器的方法，该方法包括：提供第一基底，多个发光器件设置在第一基底上，所述多个发光器件包括第一电极、有机发光层和第二电极；提供第二基底；沿着第二基底的边缘形成无机密封材料；在第二基底上，在无机密封材料的内侧并围绕所述多个发光器件形成阻挡构件；在阻挡构件的内侧设置液相硅填充材料；将第一基底和第二基底设置为相互面对，使得硅填充材料接触第二电极并填充阻挡构件内侧的空间；将无机密封材料附着到第一基底和第二基底，以密封所述多个发光器件；使硅填充材料硬化。
如上所述，本发明使用无机密封材料来密封发光器件，从而有效地防止湿气或氧渗透，并利用硅填充材料来填充基底之间的空间，从而提高抗压性。因为硅填充材料不与发光器件的材料反应，所以硅填充材料具有高稳定性。此外，基底之间的抗压性得以保持，因而密封状态不会被冲击等轻易地破坏。因此，提高了机械可靠性，从而能够延长发光显示器的寿命，并省去了用于保护阴极的钝化膜，从而能够简化制造工艺。
另外，在典型的发光显示器中，因为基底和密封基底之间的空间是空的，所以基底会下垂，从而导致产生牛顿环，或者显示器会易于受到冲击的影响。另一方面，在根据本发明的发光显示器中，利用折射率与玻璃基底的折射率相似的填充材料来填充基底和密封基底之间的空间，由此防止牛顿环，并且发光显示器具有改善的可视性。
附图说明
根据结合附图的优选实施例的以下描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显并更易于理解，在附图中：
图1是示出根据本发明的发光显示器的透视图；
图2是沿图1的线I1-I2截取的剖视图；
图3是图1的发光器件的剖视图；
图4A和图4B是示出根据本发明制造发光显示器的方法的平面图；
图5A至图5F是示出根据本发明制造发光显示器的方法的剖视图。
具体实施方式
在以下详细描述中，仅通过举例说明的方式示出并描述了本发明的特定示例性实施例。本领域技术人员将认识到，在全部没有脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式来修改所描述的实施例。因此，附图和描述将被视为在本质上是示出性的而非限制性的。此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者该元件可以在它们之间设置有一个或多个中间元件的情况下间接地在另一元件上。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到另一元件，或者该元件可以在它们之间设置有一个或多个中间元件的情况下间接地连接到另一元件。在下文中，相同的标号表示相同的元件。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而，提供在此阐述的实施例以使本领域技术人员能够充分地理解本发明，因此，本发明能够以不同的形式来实施，且不应当被解释为限于在此阐述的实施例。
为了延长有机发光显示器的寿命，使用无机密封材料是有效的，所述无机密封材料有效地防止湿气和/或氧渗透。然而，无机密封材料因撞击或弯曲而易于分离，从而使机械可靠性劣化。
因此，本发明通过利用有效地防止湿气和/或氧渗透的无机密封材料而提供了一种寿命延长且机械可靠性提高的发光显示器及其制造方法。
图1是示出根据本发明的发光显示器的透视图，图2是沿图1的线I1-I2截取的剖视图。
参照图1和图2，本发明的发光显示器包括：基底100，多个发光器件130形成在基底100上；密封基底200，面对基底100；阻挡构件(dam member)220，设置在基底100和密封基底200之间，以围绕多个发光器件130；无机密封材料210，设置在阻挡构件220的外部且在基底100和密封基底200之间，并将基底100附着到密封基底200；硅填充材料300，设置在阻挡构件220的内侧且在基底100和密封基底200之间。
基底100被限定为像素区域120和围绕像素区域120的非像素区域140。多个发光器件130形成在像素区域120中，用于驱动多个发光器件130的驱动电路160形成在非像素区域140中。
参照图3，例如，发光器件130可以由有机发光显示器形成，所述有机发光显示器包括阳极131、阴极134以及形成在阳极131和阴极134之间的有机发光层133。有机发光层133形成在由像素限定层132限定的发光区域(阳极131被暴露的区域)中，有机发光层133可以包括空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层。
另外，用于控制操作的薄膜晶体管和用于保持信号的电容器可以结合到发光器件130。薄膜晶体管110包括：半导体层112，提供源极区、漏极区和沟道区；栅电极114，通过栅极绝缘层113与半导体层绝缘；源电极和漏电极116，通过形成在绝缘层115和栅极绝缘层113上的接触孔结合到半导体层112的源极区和漏极区。未说明的标号111是缓冲层，标号117是平坦化层。
将密封基底200设置为与非像素区域140的一部分和像素区域120叠置。在前部发射型的显示器的情况下，密封基底200可以由诸如玻璃的透明材料形成。在后部发射型的显示器的情况下，密封基底可以由不透明材料形成。
无机密封材料210包括玻璃料(frit)，玻璃料由激光或红外线熔化，从而附着到基底100和密封基底200。无机密封材料210设置在基底100和密封基底200之间，以围绕发光器件130，从而防止湿气或氧从外部渗透。
阻挡构件220防止填充材料300流动，从而维持填充材料300的形状。当将无机密封材料210附着到基底100和密封基底200时，设置阻挡构件220以防止热传递到发光器件130，阻挡构件220由无机材料或有机材料形成。
无机材料包括玻璃料。在这种情况下，使用透射或反射激光和/或红外线的玻璃料，或者，利用在红外区具有高反射率(reflectance)的金属(例如，Au、Ag、Pt和/或Al)在阻挡构件220的表面上形成反射层，从而反射激光或红外线。此外，作为有机材料，可以使用从由环氧树脂、环氧丙烯酸酯和硅树脂(例如，双酚A型环氧硅树脂、脂环族环氧硅树脂、苯基硅树脂或苯基硅橡胶、丙烯酸环氧硅树脂等)组成的组中选择的至少一种。
阻挡构件220可以被形成为与无机密封材料210接触，或可以与无机密封材料210平行隔开预定的距离。例如，当阻挡构件220包含无机材料时，阻挡构件220可以被形成为与无机密封材料210接触，而当阻挡构件220包含有机材料时，阻挡构件220可以与无机密封材料210隔开大约50μm或更大的距离。如果有机材料的阻挡构件220与无机密封材料210接触，那么当无机密封材料210附着到基底100和密封基底200时，阻挡构件220会由于热而发生分解，从而产生释气。
将硅填充材料300设置为填充由阻挡构件220限定的基底100和密封基底200之间的内部空间。硅填充材料300是在可见光区中透射率不小于90％的无色的(透明的)材料，例如玻璃基底，因此可视性没有劣化。另外，从化学方面考虑，硅填充材料300具有高稳定性，因此硅填充材料300不与形成发光器件130的材料发生反应，具体地讲，硅填充材料300不与由金属材料形成的阴极134发生反应。
如图3所示，为了在形成发光器件130之后保护阴极134，应当在阴极134上形成有机或无机钝化膜(未示出)。在这种情况下，需要额外的工艺，并且显示器的厚度增加。然而，因为本发明使用不与金属材料发生反应的填充材料300，所以能够实现阴极134被暴露的结构，从而可以简化显示器的工艺和结构。
在下文中，将详细描述根据本发明制造发光显示器的方法。
图4A和图4B是示出根据本发明制造发光显示器的方法的平面图。图5A至图5F是示出根据本发明制造发光显示器的方法的剖视图。图5A至图5D是沿图4B的线I11-I12截取的剖视图。
参照图4A，首先，提供上面形成有多个发光器件130的基底100。基底100被分为像素区域120和围绕像素区域120的非像素区域140。多个发光器件130形成在基底的像素区域120中，用于驱动发光器件130的驱动电路160形成在非像素区域140中。
参照图3，发光器件130包括具有阳极131、有机发光层133和阴极134的有机发光器件。另外，发光器件130还可以包括用于控制有机发光器件的操作的薄膜晶体管(TFT)110和用于保持信号的电容器(未示出)。在第2002-0047889号韩国专利公布(在2002年6月22日公布)和第2003-0092873号韩国专利公布(在2003年12月6日公布)中示出了制造有机发光器件的工艺。
参照图4B和图5A，提供用于将像素区域120的发光器件130密封的密封基底200。密封基底200可以与非像素区域140的一部分和像素区域120叠置。可以使用具有前部发射结构的透明基底(例如，玻璃)或具有后部发射类型的不透明基底作为密封基底200。
沿密封基底200的边缘设置无机密封材料210。通过使用配料器或使用丝网印刷方法涂覆玻璃料来形成无机密封材料210。通常，玻璃料是指粉体类型的玻璃材料。然而，这里使用的玻璃料是指在主材料(例如，SiO2)中含有激光或红外线吸收材料、有机粘结剂和用于减小热膨胀系数的填充剂的膏体。通过干燥或退火工艺从膏体玻璃料去除有机粘结剂和湿气，以使膏体玻璃料硬化。激光或红外线吸收材料可以包含过渡金属化合物(例如，钒化合物)。在无机密封材料210被设置在密封基底200上之后，可以进行洗涤工艺。
参照4B、图5B和图5C，在无机密封材料210的内侧并在密封基底200上形成阻挡构件220，以围绕像素区域120。可以通过配料器或丝网印刷涂覆无机材料或有机材料来形成阻挡构件220。此时，根据从设置在像素区域的最外面的区域中的发光器件130到无机密封材料210的距离以及阻挡构件220的高度来确定无机材料或有机材料的量。阻挡构件220的高度可以由无机密封材料210的高度来确定，优选地与无机密封材料210的高度相同或小于无机密封材料210的高度。
可以使用玻璃料作为无机材料。在这种情况下，可以在形成无机密封材料210的工艺中形成阻挡构件220。使用透射或反射激光和/或红外线的玻璃料，或者将反射层222设置在阻挡构件220的表面上，以反射激光和/或红外线，如图5B所示。例如，在涂覆膏体玻璃料之后，将膏体玻璃料干燥或退火，并使膏体玻璃料硬化，从而形成阻挡构件220。然后，将在红外线区具有高反射率的金属(例如，Au、Ag、Pt或Al)涂覆到阻挡构件220的表面上，从而形成反射层222。此外，有机材料可以是从由环氧树脂、环氧丙烯酸酯和硅树脂(例如，双酚A型环氧硅树脂、脂环族环氧硅树脂、苯基硅树脂或苯基硅橡胶、丙烯酸环氧硅树脂等)组成的组中选择的至少一种。
阻挡构件220可以被形成为与无机密封材料210接触，如图5B所示，或可以被形成为与无机密封材料210隔开预定的距离，如图5C所示。例如，当阻挡构件220由无机材料形成时，阻挡构件220可以与无机密封材料210接触。在这种情况下，可以减小非像素区域的面积。此外，当阻挡构件220由液体有机材料形成时，阻挡构件220与无机密封材料210优选地隔开50μm或更大的距离。因为有机材料通常具有低粘度，从而易于被涂覆，所以有机材料会由于应力(例如，压差)而易于塌陷。因此，形成阻挡构件220，然后对阻挡构件220进行预硬化，从而使阻挡构件220在结构上为固体，可以加强阻挡作用。因此，根据有机材料的种类，可以通过热、电子束或紫外线使阻挡构件220预硬化，因此，在将基底100附着到密封基底200的工艺中，阻挡构件220不受到应力的损害。
在另一实施例中，在形成无机密封材料210或阻挡构件220的工艺中，哑密封材料(dummy sealing material)(未示出)可以在密封基底200的最外面的边缘上由环氧树脂和玻璃料形成。哑密封材料形成在密封材料210的外侧，从而整体上密封基底100和密封基底200之间的空间。在母基底的情况下，沿母基底的最外面的边缘设置哑密封材料。
参照图5D，在由阻挡构件220限定的向内的区域中，在密封基底200上设置液体硅填充材料300。硅填充材料300是在可见光线区域中透射率为90％或更大的无色的(透明的)材料(例如，玻璃基底)，因此硅填充材料300没有使可视性劣化。另外，从化学方面考虑，硅填充材料300具有高稳定性，从而不与形成发光器件130的材料发生反应，具体地讲，不与由金属材料形成的阴极134发生反应。
可以通过喷墨、配料器、丝网印刷、滴注(one drop filling，ODF)等来设置硅填充材料300。例如，粘度为1cps至2000cPs的硅填充材料300可以在阻挡构件220的内侧堆叠在密封基底上。在这种情况下，可以容易地控制填充材料300的与内部空间的体积成比例的适当量。
参照图5E，将基底100设置为面对密封基底200。例如，在将基底100安装在附着器件的上卡盘(chuck)上并将密封基底200安装在附着器件的下卡盘上之后，使基底100和密封基底200相互附着。当基底100和密封基底200相互附着时，硅填充材料300与阴极134接触，从而填充阻挡构件220内侧的空间，并通过阻挡构件220防止硅填充材料300流动，因而保持形状。此时，基底100和密封基底200在小于大气压的压强下相互附着，从而在基底100和密封基底200之间没有形成气泡或空隙。此外，基底100和密封基底200被按压在一起，因而发光器件130和密封基底200之间的空间被填充材料300完全填充。
参照图5F，在基底100和密封基底200相互附着的情况下，沿无机密封材料210照射激光或红外线。当激光或红外线被吸收从而产生热时，无机密封材料210由于熔化而附着到基底100和密封基底200，从而将发光器件130密封。优选地，在哑密封材料硬化使得基底100和密封基底200之间的空间变成真空之后，执行这样的密封工艺。
当沿着无机密封材料210照射激光或红外线时，使用掩模或钝化膜(未示出)，从而仅将激光或红外线照射到期望的区域。当阻挡构件220包含透射或反射激光和/或红外线的无机材料时，或者当将反射层222形成在阻挡构件220的表面上时，仅将掩模或钝化膜设置在像素区域120中，从而像素区域120没有照射激光或红外线。当阻挡构件220包含有机材料时，将掩模或钝化膜设置在像素区域120和形成有阻挡构件220的非像素区域140中，因而像素区域120和形成有阻挡构件220的非像素区域140没有照射激光或红外线。
假设未形成阻挡构件220，因为在照射激光或红外线的过程中产生的热易于传递到硅填充材料300，所以温度会突然升高，从而对发光器件130造成损害。然而，在本发明中，阻挡构件220有效地减少或防止了热的传递，由此可以使填充有硅填充材料300的区域和所述区域的形状保持不变。
然后，利用热、电子束或紫外线使硅填充材料300硬化。此时，由于可能从硅填充材料300产生释气，所以在硅填充材料300的制备工艺期间控制组分(乙烯基聚合物、H-聚合物(聚烷基氢硅氧烷(polyalkylhydrogensiloxane))、硬化催化剂、抗硬化剂等)的比例，使得硅填充材料300在硬化时不产生释气。
以上实施例已经描述了仅密封像素区域120的无机密封材料210，但是不限制本发明。在其它实施例中，无机密封材料210还可以密封驱动电路160。此外，根据以上实施例，无机密封材料210和阻挡构件220以单个结构形成在密封基底200上。在其它实施例中，无机密封材料和阻挡构件可以以双重结构或复合结构形成在基底100上。例如，为了提高密封效果，可以将无机密封材料210形成为双重结构或复合结构，或者为了提高热屏蔽效果，可以将阻挡构件220形成为双重结构或复合结构。
此外，根据以上实施例，在将基底100和密封基底200相互附着之前，填入填充材料300。然而，根据材料的种类或材料的特性，可以在基底100和密封基底200相互附着之后，填入填充材料300。另外，在实施例中，将无机密封材料210附着到基底100和密封基底200，然后，使硅填充材料300硬化。然而，可以在将无机密封材料210附着到基底100和密封基底200之前，使硅填充材料300硬化。
作为实验示例，当使用0DF工艺填充硅填充材料300且在100℃或更低的温度下使硅填充材料300热硬化时，即使硅填充材料300暴露于85℃的高温和85％的高湿度达428小时，也未观测到发光缺陷。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意在涵盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (23)
1.一种发光显示器，包括：
第一基底，多个发光器件设置在第一基底上，所述多个发光器件包括第一电极、有机发光层和第二电极；
第二基底，被设置为面对第一基底；
阻挡构件，设置在第一基底和第二基底之间，以围绕所述多个发光器件；
无机密封材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的外部区域中，并将第一基底附着到第二基底；
硅填充材料，设置在第一基底和第二基底之间且在阻挡构件的内侧，从而与第二电极接触。
2.如权利要求1所述的发光显示器，其中，阻挡构件包含无机材料。
3.如权利要求2所述的发光显示器，其中，无机材料包括玻璃料。
4.如权利要求2所述的发光显示器，其中，在阻挡构件的表面上设置反射激光和红外线中至少之一的反射层。
5.如权利要求4所述的发光显示器，其中，反射层包括从由Au、Ag、Pt和Al组成的组中选择的至少一种。
6.如权利要求2所述的发光显示器，其中，阻挡构件被设置为与无机密封材料接触。
7.如权利要求1所述的发光显示器，其中，阻挡构件包含有机材料。
8.如权利要求7所述的发光显示器，其中，有机材料包括从由环氧树脂、环氧丙烯酸酯、双酚A型环氧硅树脂、脂环族环氧硅树脂、苯基硅树脂、苯基硅橡胶和丙烯酸环氧硅树脂组成的组中选择的至少一种。
9.如权利要求7所述的发光显示器，其中，阻挡构件被设置为与无机密封材料隔开。
10.如权利要求9所述的发光显示器，其中，阻挡构件和无机密封材料彼此隔开50μm或大于50μm的距离。
11.如权利要求1所述的发光显示器，其中，无机密封材料包括玻璃料。
12.如权利要求11所述的发光显示器，其中，玻璃料通过激光或红外线而熔化。
13.如权利要求12所述的发光显示器，其中，玻璃料包括过渡金属化合物。
14.一种制造发光显示器的方法，包括以下步骤：
提供第一基底，多个发光器件设置在第一基底上，所述多个发光器件包括第一电极、有机发光层和第二电极；
提供第二基底；
沿着第二基底的边缘形成无机密封材料；
在第二基底上，在无机密封材料的内侧并围绕所述多个发光器件形成阻挡构件；
在阻挡构件的内侧设置液相硅填充材料；
将第一基底和第二基底设置为相互面对，使得硅填充材料接触第二电极并填充阻挡构件内侧的空间；
将无机密封材料附着到第一基底和第二基底，以密封所述多个发光器件；
使硅填充材料硬化。
15.如权利要求14所述的方法，其中，形成无机密封材料的步骤包括：
涂覆玻璃料膏体；
将涂覆的玻璃料膏体干燥或退火。
16.如权利要求14所述的方法，其中，形成阻挡构件的步骤包括：
涂覆玻璃料膏体；
将涂覆的玻璃料膏体干燥或退火并使玻璃料膏体硬化。
17.如权利要求14所述的方法，其中，阻挡构件被形成为与无机密封材料接触。
18.如权利要求14所述的方法，其中，形成阻挡构件的步骤包括：
涂覆液体有机材料，并使液体有机材料与无机密封材料隔开；
使涂覆的液体有机材料预硬化。
19.如权利要求14所述的方法，其中，在低于大气压的压强下执行将第一基底和第二基底设置为相互面对的步骤。
20.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：按压第一基底和第二基底，使得硅填充材料填充第一基底和第二基底之间且在阻挡构件内侧的空间。
21.如权利要求14所述的方法，其中，密封发光器件的步骤还包括：通过使无机密封材料熔化来将第一基底附着到第二基底。
22.如权利要求21所述的方法，其中，通过激光或红外线来熔化无机密封材料。
23.如权利要求14所述的方法，其中，利用热、电子束和紫外线中的任何一种使硅填充材料硬化。
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