CN101728413B - 发光显示器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发光显示器及其制造方法，所述发光显示器包括：第一基板，第一基板上形成有多个发光器件；第二基板，设置为面向第一基板；阻挡构件，设置在第一基板和第二基板之间以包围所述多个发光器件；无机密封材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于阻挡构件的外侧，且附着第一基板和第二基板；填充材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于阻挡构件的内侧，填充材料由至少一种惰性的全氟化碳类液体形成。
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10-2008-0106221号韩国专利申请的权益，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种发光显示器及其制造方法，更具体地说，涉及一种具有惰性液体填充材料的发光显示器及其制造方法，所述惰性液体填充材料介于密封基板和其上形成有发光器件的基板之间。
背景技术
由于发光器件(例如，有机发光二极管(OLED))包含易受潮气或氧影响的有机材料，所以需要用密封构件保护OLED免受潮气或氧的侵害。
由于使用OLED的发光显示器通常具有宽视角、高对比度和快的响应速度以及低功耗，因此尽管易受潮气或氧的影响，发光显示器在诸如MP3播放器、移动电话和电视机(TV)之类的个人便携装置中被广泛地使用。根据用户的需要已经逐渐减小了发光显示器的厚度。
然而，当发光显示器的基板的厚度减小到仅有大约0.3mm以减小发光显示器的厚度时，在例如跌落和扭曲的应力下，难以保持器件的机械完整性。缺失机械完整性会危及器件的密封状态，从而缩短有机发光显示器的寿命。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够保证机械可靠性并延长寿命的发光显示器及其制造方法。
本发明的另一目的在于提供一种在使用有效地防止潮气或氧渗透的无机密封材料的同时能够保证机械可靠性的发光显示器及其制造方法。
为了实现上述和/或其它目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发光显示器，所述发光显示器包括：第一基板，其上形成有多个发光器件；第二基板，设置为与第一基板面对；阻挡构件，设置在第一基板和第二基板之间以包围所述多个发光器件；无机密封材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于阻挡构件的外侧且附着第一基板和第二基板；填充材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于所述阻挡构件的内侧并且由至少一种惰性的全氟化碳类液体形成。
为了实现上述和/或其它目的，根据本发明的另一方面，提供一种制造发光显示器的方法，该方法包括以下步骤：提供第一基板，在其上形成有多个发光器件；提供第二基板；沿着第二基板的边缘形成无机密封材料；在第二基板上并在无机密封材料的内侧形成阻挡构件以包围多个发光器件；将填充材料设置到阻挡构件的内侧，所述填充材料由至少一种惰性的全氟化碳类液体形成；将第一基板和第二基板彼此面对设置；使无机密封材料附着到第一基板和第二基板，以密封多个发光器件。
如上所述，本发明利用无机密封材料密封发光器件，所述无机密封材料有效地阻隔潮气或氧，并且本发明用惰性液体填充材料填充基板之间的空间以提高抗压性。所述惰性液体填充材料(例如全氟化碳或fluorinert)为无色、无味、无毒和惰性的材料，并具有高稳定性，不与发光器件中的材料起反应，而且保持基板之间的抗压性以使密封状态不易因冲击等而损坏。因此，改进了机械可靠性，从而可延长发光显示器的寿命，并省去保护阴极电极的钝化膜以简化制造工艺。
此外，在传统的发光显示器中，由于基板和密封基板之间的空间是空的，因此基板可能下垂从而产生牛顿环，或显示器容易受冲击影响。然而，在根据本发明的发光显示器中，用液体填充材料填充基板和封装基板之间的空间，所述液体填充材料具有与玻璃基板的折射率相似的折射率，从而不出现牛顿环并且可视性高。
附图说明
通过下面结合附图对优选实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显并且更容易理解，其中：
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的剖面线I1-I2截取的剖视图；
图3是示出图1的发光器件的剖视图；
图4A和图4B是示出根据本发明的发光显示器的制造方法的实施例的平面图；
图5A至图5F是示出根据本发明的发光显示器的制造方法的实施例的剖视图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，提供这里阐述的实施例使得本领域的技术人员能够充分理解本发明，因此，本发明可以以不同的形式来具体实施，且不应该解释为局限于在这里所阐述的实施例。这里，当第一元件被描述为结合到第二元件时，第一元件不仅可以直接结合到第二元件，也可以通过一个或多个第三元件间接地结合到第二元件。此外，为了清楚，省略对完全理解不必要的元件。此外，相同的标号始终表示相同的元件。
为了延长有机发光显示器的寿命，采用有效地防止潮气或氧渗透的无机密封材料是有用的。然而，无机密封材料容易由于冲击或扭曲而脱落以致机械可靠性劣化。
因此，本发明提供一种能够延长寿命并且改善机械可靠性的发光显示器及其制造方法，该发光显示器使用有效地防止潮气或氧渗透的无机密封材料。
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的剖面线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：基板100，在基板100上形成有多个发光器件130；密封基板200，设置成面对基板100；阻挡构件(dammember)220，设置在基板100和密封基板200之间以包围多个发光器件130；无机密封材料210，设置在基板100和密封基板200之间且位于阻挡构件220的外侧，并将基板100附着到密封基板200；惰性液体填充材料300，设置在基板100和密封基板200之间且处于阻挡构件220的内侧。
基板100被限定为像素区120和围绕像素区120的非像素区140。多个发光器件130形成在像素区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140中。
参照图3，发光器件130可以为，例如，有机发光二极管(OLED)，所述OLED包括阳极电极131、阴极电极134以及形成于阳极电极131和阴极电极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(暴露阳极电极131的区域)中，且有机发光层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。
此外，发光器件130可以结合到用于控制操作的薄膜晶体管和用于维持信号的电容器。薄膜晶体管110包括：半导体层112，半导体层112提供源区、漏区和沟道区；栅电极114，栅电极114通过栅极绝缘层113与半导体层112绝缘；源电极和漏电极116，源电极和漏电极116通过形成于绝缘层115和栅极绝缘层113中的接触孔在源区和漏区与半导体层112结合。未解释的标号111和117分别是缓冲层和平坦化层。
密封基板200被设置为与非像素区140的一部分和像素区120叠置。在前发射型的情况下，可由诸如玻璃的透明材料形成密封基板200。在后发射型的情况下，可由不透明的材料形成密封基板200。
无机密封材料210包含通过激光或红外线而熔化从而附着到基板100和密封基板200的玻璃料(frit)。无机密封材料210设置在基板100和密封基板200之间，并包围发光器件130，从而防止来自外部的潮气或氧的渗透。
阻挡构件220防止填充材料300的流动以保持填充材料300的形状。设置阻挡构件220，从而在无机密封材料210附着到基板100和密封基板200的同时，阻挡构件220防止热被传递到发光器件130。阻挡构件220由无机材料或有机材料形成。
所述无机材料可以采用玻璃料。在这种情况下，使用透射或反射激光或红外线的玻璃料，或在阻挡构件220的表面上利用在红外区具有高反射率的金属(如Au、Ag、Pt、Al等)形成反射层，从而反射激光或红外线。另外，所述有机材料可采用从由环氧树脂(epoxy)、环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)和硅树脂(silicone)(如双酚A型环氧硅树脂(bisphenol A type epoxy silicone)、脂环族环氧硅树脂(cycloaliphatic epoxy silicone resin)、苯基硅树脂(phenylsilicone resin)、苯基硅橡胶(phenyl silicone rubber)、丙烯酸环氧硅树脂(acrylicepoxy silicone resin)等)组成的组中选择的至少一种材料。
阻挡构件220可以被形成为接触无机密封材料210，或者与无机密封材料210平行地分隔开预定的距离。例如，当阻挡构件220包含无机材料时，阻挡构件220可接触无机密封材料210；当阻挡构件220包含有机材料时，阻挡构件220可与无机密封材料210分隔开50μm或更大的距离。当有机材料的阻挡构件220被形成为接触无机密封材料210时，阻挡构件220在无机密封材料210附着到基板100和密封基板200的同时被热分解，从而产生释气(out gas)。
设置惰性填充材料300以填充由阻挡构件220限定的内部空间，因此，惰性填充材料300优选地采用在可见光区透射率不低于90％的无色材料，如玻璃基板。此外，惰性填充材料300优选地具有高稳定性，不与发光器件130中的材料起反应。用作填充材料300的惰性液体可以从由全氟化碳和fluorinert组成的组中选择。所述惰性液体为无色、无味、无毒和惰性的材料，并具有高稳定性，从而不与由金属材料形成的电极(特别是阴极电极134)起反应。
在如图3所示形成发光器件130后，为保护阴极电极134，需要在阴极电极134上形成有机或无机钝化膜(未示出)。然而，在这种情况下，涉及更多的工艺并且显示器的厚度变厚。但是，由于本发明使用由不与金属材料反应的惰性液体形成的填充材料300，因此可以实现暴露阴极电极134的结构并可以简化显示器的工艺和结构。
接下来将详细描述发光显示器的制造方法。
图4A和图4B是示出根据本发明的发光显示器的制造方法的平面图；图5A至图5F是示出根据本发明的发光显示器的制造方法的沿图4B中的剖面线I11-I12截取的剖视图。
参照图4A，首先，提供在其上形成有多个发光器件130的基板100。基板100被分为像素区120和围绕像素区120的非像素区140。可在基板100的像素区120中形成多个发光器件130，并且可在非像素区140中形成用于驱动发光器件130的驱动电路160。
发光器件130包括OLED，所述OLED具有阳极电极、有机发光层和阴极电极。此外，发光器件130还可包括用于控制OLED的操作的薄膜晶体管(TFT)和用于维持信号的电容器。在第2002-0047889号(公开日为2002年6月22日)和第2003-0092873号(公开日为2003年12月6日)韩国专利公开中示出了制造OLED的工艺，其全部公开通过引用包含于此。
参照图4B和图5A，提供用于密封像素区120的发光器件130的密封基板200。密封基板200可以与非像素区140的一部分和像素区120叠置。在前发射结构的情况下密封基板200采用透明基板(例如玻璃)，或者在后发射型的情况下密封基板200采用不透明基板。
沿着密封基板200的边缘形成无机密封材料210。无机密封材料210可采用玻璃料，并可以采用配料器(dispenser)或丝网印刷法通过涂敷形成无机密封材料210。玻璃料通常表示粉末状的玻璃材料。然而，在本发明的当前实施例中，玻璃料是指膏体，所述膏体包含诸如SiO2的主要材料，并且该主要材料与激光或红外线吸收材料、有机粘合剂和用于降低热膨胀系数的填料混合。当通过干燥或退火工艺从玻璃料中去除有机粘合剂和潮气时，膏体状玻璃料被硬化。激光或红外线吸收材料可包含过渡金属的化合物，例如钒的化合物。在密封基板200上形成无机密封材料210后，可以执行清洗工艺。
参照图4B、图5B和图5C，在密封基板200上并在无机密封材料210的内侧形成阻挡构件220以使阻挡构件220包围像素区120。阻挡构件220可使用无机材料或有机材料，并且可通过配料器或丝网印刷来涂敷。这时，根据从像素区120中最外面的发光器件130到无机密封材料210的距离和阻挡构件220的高度来确定无机材料或有机材料的量。阻挡构件220的高度由无机密封材料210的高度来确定，优选地将阻挡构件220的高度调整为等于或小于无机密封材料210的高度。
无机材料可采用玻璃料。在这种情况下，可在形成无机密封材料210的工艺中形成阻挡构件220。优选地使用透射或反射激光或红外线的玻璃料，或如图5B中所示，在阻挡构件220的表面上形成反射层222以反射激光或红外线。例如，在涂敷膏体状玻璃料后，接下来干燥或退火，使玻璃料硬化以形成阻挡构件220。然后，将在红外区中具有高反射率的金属(例如，Au、Ag、Pt或Al)涂敷在阻挡构件220的表面上以形成反射层222。所述有机材料可采用从由环氧树脂、环氧丙烯酸酯和硅树脂(如双酚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、丙烯酸环氧硅树脂等)组成的组中选择的材料。
阻挡构件220被形成为与无机密封材料210接触(如图5B所示)，或者被形成为与无机密封材料210分隔开预定的距离(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与无机密封材料210接触。在这种情况下，可减小非像素区(即死区(dead space))的面积。此外，当阻挡构件220由有机材料形成时，阻挡构件220优选地与无机密封材料210分隔开不小于大约50μm的距离。由于有机材料通常具有低的粘度以易于涂敷，所以阻挡构件220可能容易地因诸如压力差之类的应力而崩塌。因此，形成阻挡构件220后进行预硬化从而使其变为固体结构以提高性能。依照有机材料的种类，通过热、电子束或紫外线来使阻挡构件220预硬化，以使阻挡构件220在将基板100附着到密封基板200的工艺中不被应力所破坏。
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，可由环氧树脂、玻璃料等沿着密封基板200的最外面的边缘形成哑密封材料(dummy sealing material)(未示出)。所述哑密封材料形成在无机密封材料210的外侧以整体上密封基板100和密封基板200之间的空间。在母基板的情况下，哑密封材料设置在母基板的最外面的边缘上。
参照图5D，在密封基板200上并在阻挡构件220限定的区域的内侧设置惰性液体填充材料300。填充材料300优选地为在可见光区透射率不低于大约90％的无色材料，并且填充材料300优选地具有稳定性，不与发光器件130中的材料起反应。用作填充材料300的惰性液体可以从由全氟化碳和fluorinert组成的组中选择。
填充材料300可利用喷墨、配料器、丝网印刷、单滴填充(ODF，one dropfilling)等来设置。例如，可利用单滴填充(ODF)装置将适量的填充材料300滴到密封基板200上并使填充材料300位于阻挡构件220的内侧。在这种情况下，可容易地控制与理论上的内部空间的体积成比例的填充材料300的合适的量。
参照图5E，将基板100设置成面对密封基板200。例如，将基板100安装在附着装置的上卡盘(chuck)上，并将密封基板200安装在附着装置的下卡盘上，之后，将基板100和密封基板200彼此附着。由于基板100和密封基板200彼此附着，因此发光器件130被填充材料300覆盖，并且阻挡构件220防止填充材料300的流动，从而保持填充材料的形状。这时，基板100和密封基板200在小于大气压的压强下彼此附着，从而不会在基板100和密封基板200之间形成气泡或空隙。此外，将基板100和密封基板200按压在一起，使得发光器件130和密封基板200之间的空间完全被填充材料300填充。
参照图5F，在基板100和密封基板200彼此附着之后，沿着无机密封材料210照射激光或红外线。由于吸收了激光或红外线以产生热，所以无机密封材料210熔化而附着到基板100和密封基板200，因此，发光器件130被密封。优选地在哑密封材料被硬化从而保持基板100和密封基板200之间的空间为真空之后进行该密封工艺。
当沿着无机密封材料210照射激光或红外线时，使用掩模或保护膜(未示出)，使得激光或红外线只照射到期望的区域。当阻挡构件220包含透射或反射激光或红外线的无机材料时，或在阻挡构件220的表面上设置有反射层222时，仅在像素区120中设置掩模或保护膜，使得激光或红外线不照射到像素区120。当阻挡构件220包含有机材料时，在像素区120和形成有阻挡构件220的非像素区140中设置掩模或保护膜，使得激光或红外线不照射到像素区120和形成有阻挡构件220的非像素区140。
假设没有形成阻挡构件220，由于激光或红外线照射过程中产生的热容易传递到填充材料300，因此温度升高可能瞬间发生，从而造成发光器件130的损坏。然而，在本发明中，阻挡构件220有效地减少或防止热传递，并且填充有填充材料300的区域及其形状保持不变。
尽管上述实施例描述了无机密封材料210只密封像素区120，但是不限于此，无机密封材料210还可密封驱动电路160。此外，描述了无机密封材料210和阻挡构件220在密封基板200上彼此形成一体，但无机密封材料210和阻挡构件220可在基板100上彼此形成一体并可具有双重或多重结构。例如，为了提高密封效果，无机密封材料210可形成为双重或多重结构，或阻挡构件220可具有双重或多重结构以提高热屏蔽效果。
此外，在上述实施例中，在将基板100和密封基板200彼此附着之前填入填充材料300。然而，依照材料的性质，可在将基板100和密封基板200彼此附着之后填入填充材料300。
虽然已经结合特定的示例性实施例描述了本发明，但应该理解的是本发明不限于公开的实施例，相反，本发明意图涵盖包括在权利要求及其等同物的精神和范围的各种修改和等同的配置。
Claims (17)
1.一种发光显示器，所述发光显示器包括：
第一基板，第一基板上形成有多个发光器件；
第二基板，设置为面向第一基板；
阻挡构件，设置在第一基板和第二基板之间以包围所述多个发光器件，阻挡构件包含无机材料，在阻挡构件的表面上形成有反射激光或红外线的反射层；
无机密封材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于阻挡构件的外侧，且附着第一基板和第二基板；
填充材料，设置在第一基板和第二基板之间并位于阻挡构件的内侧，所述填充材料由至少一种惰性的全氟化碳类液体形成，
其中，在所述多个发光器件和所述第二基板之间限定空间，所述填充材料被布置为填充所述空间。
2.如权利要求1所述的发光显示器，其中，发光器件包括第一电极、有机发光层和第二电极。
3.如权利要求2所述的发光显示器，其中，所述填充材料设置在第一基板和第二基板之间并与第二电极接触。
4.如权利要求1所述的发光显示器，其中，所述无机材料包含玻璃料。
5.如权利要求1所述的发光显示器，其中，所述反射层包含从由Au、Ag、Pt和Al组成的组中选择的至少一种。
6.如权利要求1所述的发光显示器，其中，阻挡构件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，无机密封材料包含玻璃料。
8.如权利要求7所述的发光显示器，其中，所述玻璃料由激光或红外线熔化。
9.如权利要求7所述的发光显示器，其中，所述玻璃料包含过渡金属的化合物。
10.一种制造发光显示器的方法，所述方法包括以下步骤：
提供第一基板，第一基板上形成有多个发光器件；
提供第二基板；
沿着第二基板的边缘形成无机密封材料；
在第二基板上并在无机密封材料的内侧形成包含无机材料的阻挡构件，并使阻挡构件包围所述多个发光器件；
在阻挡构件的表面上形成反射激光或红外线的反射层；
将填充材料设置到所述阻挡构件的内侧，所述填充材料由至少一种惰性的全氟化碳类液体形成；
将第一基板和第二基板彼此面对设置，使得所述填充材料被布置为填充在所述多个发光器件和所述第二基板之间；
使无机密封材料附着到第一基板和第二基板以密封所述多个发光器件。
11.如权利要求10所述的方法，其中，形成无机密封材料的步骤包括：
涂敷玻璃料膏体；
将涂敷的玻璃料膏体干燥或退火。
12.如权利要求10所述的方法，其中，形成阻挡构件的步骤包括：
涂敷玻璃料膏体；
将涂敷的玻璃料膏体干燥或退火从而使玻璃料膏体硬化。
13.如权利要求10所述的方法，其中，阻挡构件被形成为与无机密封材料接触。
14.如权利要求10所述的方法，其中，在低于大气压的压强下执行将第一基板和第二基板彼此面对设置的步骤。
15.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括按压第一基板和第二基板，从而使所述填充材料填充位于第一基板和第二基板之间并处于阻挡构件的内侧的空间。
16.如权利要求10所述的方法，其中，密封发光器件的步骤还包括：通过熔化无机密封材料来使第一基板附着到第二基板。
17.如权利要求16所述的方法，其中，用激光或红外线熔化无机密封材料。
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