CN101867024B

CN101867024B - 封装方法

Info

Publication number: CN101867024B
Application number: CN201010194082XA
Authority: CN
Inventors: 刘至哲; 徐士峰
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: Xiamen Tianma Display Technology Co Ltd
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN101867024A

Abstract

本发明提供一种封装方法。此封装方法包括提供阵列基板，此阵列基板具有一有效显示区域，且该有效显示区域内设置有至少一发光元件；提供封装盖板，并于此封装盖板上形成一密封结构，其中密封结构对应于有效显示区域且大体上环绕有效显示区域；于密封结构内填入密封胶；进行第一固化制程，以使密封胶部分固化且密封胶的粘度为10,000-60,000cps；将封装盖板与阵列基板相接合，以使发光元件位于密封结构内；进行第二固化制程，以使密封胶进一步硬化。采用本发明在封装发光元件时，不易伤害到发光元件中的有机发光材料或电极，且可对发光元件时提供妥适的物理与化学防护。

Description

封装方法

技术领域

本发明关于一种封装方法，且特别关于一种有机发光元件的封装方法。

背景技术

有机发光显示装置(organic light-emitting display，OLED)的研发与应用近来备受瞩目；相较于现有液晶显示装置，有机发光显示装置具有能见角大、对比高、应答速度快、操作温度广等优势。有机发光显示装置中所使用的有机发光材料和/或电极材料很容易受到水气、氧气的影响而降解或氧化，因此在制造有机发光显示装置时，元件的封装是非常重要的一环。

一般而言，有机发光显示装置包含阵列基板(下基板)、形成于阵列基板上的有机发光显示元件与封装盖板(上基板)。在封装时，会在阵列基板与封装盖板间形成围绕有机发光显示元件的密封件，以将有机发光显示元件密封于此一封闭空间中。虽然密封件可以抵挡外界的水气、氧气进入上述封闭空间中，在封装过程中，存在于封闭空间的水气与氧气仍会持续伤害有机发光显示元件。

发明内容

发明内容旨在提供本发明所揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本发明所揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本发明所揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。本发明的目的之一是提供一种封装方法。利用此方法来封装发光元件时，不易伤害到发光元件中的有机发光材料或电极，且可对发光元件时提供妥适的物理与化学防护。

根据本发明具体实施例，上述方法包含以下步骤：提供阵列基板，其中阵列基板具有一有效显示区域，且有效显示区域内设置有至少一发光元件；提供封装盖板，并于此封装盖板上形成一密封结构，其中密封结构对应于有效显示区域且大体上环绕有效显示区域；于密封结构内填入密封胶；进行第一固化制程，以使密封胶部分固化且经过第一固化制程后密封胶的粘度为10,000-60,000cps；将封装盖板与阵列基板相接合，以使发光元件位于密封结构内；进行第二固化制程，以使密封胶进一步固化。

本发明亦提出另一种封装方法，此方法适用于量产多个显示装置。利用此方法来封装发光元件时，不易伤害到发光元件中的有机发光材料或电极，且可对发光元件时提供妥适的物理与化学防护。

根据本发明具体实施例，上述方法包含以下步骤：提供阵列基板，此阵列基板包含多个子阵列基板，该每一子阵列基板具有一有效显示区域，且该每一有效显示区域内设置有至少一发光元件；提供封装盖板；以玻璃浆料涂布于上述封装盖板的一表面上，并烧结玻璃浆料以形成多个容置区域，且每一上述容置区域对应于且大于每一上述有效显示区域；围绕着所述多个容置区域涂布一框胶；将密封胶涂布于每一容置区域中；进行第一固化制程，以使密封胶部分固化且密封胶至第一粘度，上述第一粘度为10,000-60,000cps；将封装盖板与阵列基板相对组，以使每一上述有效显示区域分别位于对应的容置区域内，并将该框胶固化；进行第二固化制程，以使密封胶进一步固化。

本发明实施例的有益效果在于：封装发光元件时，不易伤害到发光元件中的有机发光材料或电极，且可对发光元件时提供妥适的物理与化学防护。

附图说明

为让本发明的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A至图1E为制程示意图，其阐明了根据本发明一具体实施例的封装方法的制程步骤；

图1F为概要图式，其绘示了根据本发明一实施例所制得的显示装置，图中所示的结构是沿着图1E的1F-1F线段的剖面图；

图1G为制程示意图，其阐明了根据本发明一具体实施例的封装方法的一任选制程步骤；以及

图2A至图2E为制程示意图，其阐明了根据本发明另一具体实施例的封装方法的制程步骤。

附图标号

100、200 阵列基板

105、205 有效显示区域

110、210 封装盖板

120、220 密封结构

125、225 容置区域

130、230 密封胶

135、235 框胶

140 发光元件

150 显示装置

202 子阵列基板

具体实施方式

在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域的技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

有鉴于现有技术所提到的缺失，本发明提出一种封装方法。此一封装方法的原理与精神之一是利用两阶段来固化(cure)密封胶；亦即，先进行第一次固化制程以将密封胶部分固化(partially cured)，其后进行阵列基板与封装盖板的对组，待对组完成后，再进行第二次固化制程以将密封胶进一步固化。

此处所谓的“固化”是指高分子材料的高分子链之间发生交联反应的情形，此一固化过程会使得材料的硬度提升且粘度值变高。明确地说，一般所称的“完全固化”是指高分子材料的粘度值实质上不再升高的情形；而“部分固化”则是在材料粘度值达到上述完全固化的粘度值之前的情形。亦即，在部分固化的情形下，可通过再次起始交联反应，而使材料的粘度值进一步提高。可见，高分子材料部分固化与完全固化时的粘度值，通常取决于材料本身的特性。

利用此方法来封装发光元件时，由于部分固化的密封胶中所含的溶剂比重较低(相较于未固化前)，因此可以降低有机溶剂伤害到发光元件的机率。

再者，完全固化的密封胶具有较佳的机械强度，此种物理性防护不但可以支承封装盖板以避免牛顿环的产生，还可以加强封装的强度与封装完成的有机发光显示装置的可靠度。经封装的成品在后续制程以及最终产物在使用时，经常会受到来自外界的压力，若是封装盖板受力而碰触到内部的发光元件，可能会损及产物的发光效率与使用寿命。举例来说，在贴附偏光片时或是使用者碰触触控萤幕时，都会施加压力于封装盖板的外表面之上。因此，根据此处提出的方法形成具有较高硬度与粘度的密封胶，可以避免或减低发生上述问题的机率。

采用多阶段固化的另一个优点在于部分固化的密封胶(相较于完全固化的密封胶)的流动性较佳，因此密封胶与发光元件会有较佳的共形性。如此一来，密封胶能够更完整地包覆住发光元件的上表面与侧表面，因而能够较佳地阻隔存在于封闭空间中的水、氧，而对发光元件提供较佳的化学防护。

下文将参照图1A至图1F的制程示意图，来说明根据本发明一具体实施例的封装方法。

首先，提供阵列基板100，此阵列基板100具有一有效显示区域105，如图1A所示，且此有效显示区域105内已形成了至少一发光元件140(如图1F所示)。

此处所述的阵列基板100可以是任何适当的基板，如软式(可挠式)或硬式基板、透明或不透光基板。举例来说，阵列基板100的材料包括但不限于热塑性或热固性材料、玻璃和/或金属薄层。发光元件140例如可为有机发光二极管元件、高分子发光二极管元件或其它各种型式的发光元件。

此外，提供封装盖板110，并于此封装盖板110上形成密封结构120。如图1B所示，密封结构120对应于有效显示区域105且大体上环绕有效显示区域105。具体来说，密封结构120可以界定出一容置区域125，且此容置区域125所界定出的面积大于有效显示区域105。

用以形成密封结构120的材料包括但不限于玻璃浆料(glass frit)或其他粘着材料(如UV胶)。举例来说，可利用网版印刷、喷涂或其他适当的技术，将玻璃浆料涂布于封装盖板110的一表面上；接着，烧结(sinter)上述玻璃浆料，而得到密封结构120。作为举例而非限制，可将涂布玻璃浆料的封装盖板110放置于烘箱中烘烤，以使得玻璃浆料形成密封结构120。

后文将以玻璃浆料为例，来说明本具体实施例所提出的方法。可以理解，此处并未限定玻璃浆料的具体组成，只要此一浆料经熔化再形成固体之后，能够提供理想的接着力与阻水阻气(氧气)性即可。

在形成了密封结构120之后，于密封结构120内填入密封胶130，如图1C所示。

举例来说，可利用网版印刷、喷涂或其他适当的技术，将密封胶130填入密封结构120。

作为举例而非限制，密封胶130可以是感光材料或热感应材料。具体来说，感光材料可为光固化型(photocurable)树脂，如紫外光固化型树脂或可见光固化型树脂；而热感应材料可为热固性(thermoset)树脂。密封胶130可包含选自环氧树脂、丙烯酸树脂与胺甲酸乙酯树脂的一或多种材料。在较佳的情形中，密封胶130对可见光的穿透率应高于90％，以免影响发光元件的发光效率。

上述适合作为阵列基板100的材料亦可作为封装盖板110，且封装盖板110的材料可和阵列基板100相同或不同。

填入密封胶130之后，进行第一固化制程，以使密封胶130部分固化，且此时上述经部分固化的密封胶130的粘度为10,000-60,000cps。举例来说，此时经部分固化的密封胶130粘度(即，第一粘度)可为约10,000、20,000、30,000、40,000、50,000或60,000cps。在较佳的情形中，经部分固化的密封胶130的高度小于或等于经干燥的玻璃浆料形成的密封结构120的高度。

在第一固化制程之后，将封装盖板110与阵列基板相接合。具体而言，可先将封装盖板110与阵列基板100相对设置，有效显示区域105对应于该容置区域125，以使得发光元件(未画出)夹设于封装盖板110与阵列基板100之间并位于密封结构120所界定出的容置区域125内，如图1D所示。

之后，将封装盖板110与阵列基板100对组，并如图1E所示利用一光束照射密封结构120，以使得其中的玻璃浆料至少部分熔化进而与封装盖板110和阵列基板100相连接。

虽然图1E中绘示了使用激光辐射(如红外线激光)来进行此一步骤，但亦可使用其他光束(如红外线)来实践本实施例。此外，光束可以从阵列基板100或封装盖板110的方向甚或同时从上述两个方向照射到密封结构120。在实作中，可以视需求来调整光束的波长、直径和/或功率。

在完成上述接合步骤之后，进行第二固化制程，以使密封胶130进一步固化。于一实施例中，进行第二固化制程使密封胶130的粘度进一步提升例如，提升至60,000cps以上。于不同实施例中，此时密封胶130的粘度(即，第二粘度)的范围可介于约60,000至10¹⁵cps，亦可为约10⁵-10¹²cps或可为约10⁸-10¹⁰cps。在一较佳的情形中，可调配密封胶130的组成，以使得完全固化的密封胶130的粘度接近固体的粘度(约10¹⁵cps)。于另一实施例中，进行第二固化制程的步骤，使密封胶130进一步固化至固化率为85％以上。在此，固化率的定义为进行固化反应时密封胶所消耗的单体与密封胶原有单体的比例。实施方式例如，在进行固化反应后，以红外线光谱量测密封胶的代表单体的波长相对应的量，即可以得知在固化反应中所消耗的单体量，再与固化反应前红外线光谱内所量测单体的量相除即可得固化率。在一实施例中，密封胶130的成分例如为环氧树脂(epoxy resin)。

一般来说，进行上述第一固化制程与第二固化制程的方法，取决于密封胶130的种类。具体而言，当密封胶130为紫外光固化型树脂时，则上述第一固化制程与第二固化制程可分别为一紫外光照射制程。或者是，当密封胶130为可见光固化型树脂时，则上述第一固化制程与第二固化制程可分别为一可见光照射制程。又或者是密封胶130为热固性树脂时，则上述第一固化制程与第二固化制程可分别为一热制程。

可以理解，可通过控制固化制程的相关参数，来调整密封胶130的固化程度。举例来说，可通过控制密封胶130中组成分(如树脂材料、光或热起始剂)的浓度、光照强度或加热温度等因素，而使得可将密封胶130部分固化或完全固化。以紫外光照射制程为例，在进行第一固化制程时所用的紫外光能量可以是约1000-6000mJ/cm²；而在进行第二固化制程时，所用的紫外光能量可为约1000-6000mJ/cm²。

如此一来，即可得到如图1F所示的显示装置150。图1F所示的结构为沿着图1E的1F-1F线段所绘示的剖面图。可以发现到，在图1F中，密封胶130包覆了发光元件140的上表面与侧表面；这是因为在进行接合步骤之前，仅将密封胶130部分固化，因而密封胶130(和完全固化的密封胶130相较之下)具有相对较佳的流动性，因此部分固化的密封胶130和发光元件140的上表面与侧表面有较佳的共形性。

此外，虽然图1F中绘示的密封胶130并未与密封结构120接触，但本发明不限于此。举例来说，密封胶130可以填充于整个容置区域125中，并与密封结构120接触。

以上参照图1A至图1E所述的方法仅为本发明提出的方法的一种基本实施方式，本发明不限于此。本发明所属技术领域的技术人员可以预见，在不违背文义的情形下，可以调整上文所述步骤的先后顺序，甚至可以同时进行其中多个步骤。举例来说，提供阵列基板与提供封装盖板两个步骤可以同时进行；或是可以在于封装盖板上形成密封结构之后，再制备阵列基板。

此外，在不违背本发明原理与精神的前提下，上述方法并未排除其他步骤。举例来说，上述方法可更包含形成一额外框胶的方法。

请参见图1G，具体来说，在将封装盖板110与阵列基板100相接合之前，可将感光胶涂布于封装盖板110上，以形成围绕密封结构120容置区域125的框胶135；在封装盖板110与阵列基板130相接合之后，进行照光制程，以将框胶135固化以形成上述框胶(图中未画出)结构。

上述感光胶可以是紫外光固化型或可见光固化型材料；对于紫外光固化型材料，可利用波长约200-400nm的紫外光将其固化；而对于可见光固化型材料，可利用波长约400-700nm的可见光将其固化。此处所用的感光胶可以和上文所述的密封胶130具有相同或不同的组成。在一实施例中，用于固化此感光胶的光线波长为约254-365nm。

可任选地，在密封结构120内填入密封胶130与形成框胶的步骤可以先后或同时进行。此外，将框胶固化的制程可以和上述第二固化制程先后或同时进行。

图1A至图1G所述的方法亦同样适用于量产的制程中。一般来说，在量产时，在一阵列基板上具有由多个子阵列基板所组成的阵列。因此，本发明提出另一种封装方法，此方法适用于量产多个显示装置150。此一封装方法亦具有上文所述的本发明方法的优点。

下文将参照图2A至图2E的制程示意图，来说明根据本发明一具体实施例的封装方法。此处所述的各步骤与所使用的元件等细节皆与上文参照图1A至图1F所述者相似；为求简洁，下文不再赘述这些相似的细节部分。

首先，提供阵列基板200。如第2A图所示，此阵列基板200包含多个子阵列基板202(即第2A图中以虚线划分的区域)，每一子阵列基板202具有一有效显示区域205，且该每一有效显示区域内设置有至少一发光元件(为求图面简洁，图中未画出)。

提供如图2B所示的封装盖板210。以玻璃浆料220涂布于封装盖板210的一表面上，并烧结玻璃浆料220以形成多个容置区域225，且每一上述容置区域225对应于且大于每一上述有效显示区域205。

围绕着该等容置区225域涂布一框胶235，如图2C所示。

在图2D中，将密封胶230分别涂布于该等容置区域225中。其后，进行第一固化制程，以使密封胶230部分固化至第一粘度，上述第一粘度为10,000-60,000cps。在实施本方法时，涂布密封胶230与框胶235的步骤，可以同时或分别进行。在可任选的具体实施例中，部分固化的密封胶230的高度小于或等于玻璃浆料220的高度。

如图2E所示将封装盖板210与阵列基板200相对组，以使每一上述的有效显示区域205分别位于对应的容置区域225内。举例来说，可施加一光束(如第2E图所示的激光辐射)于玻璃浆料220，以使玻璃浆料220至少部分熔化进而与封装盖板210和阵列基板200相连接。

虽然图2E中绘示了使用激光辐射(如红外线激光)来进行此一步骤，但亦可使用其他光束(如红外线)来实践本实施例。此外，光束可以从阵列基板200或封装盖板210的方向甚或同时从上述两个方向照射到玻璃浆料220。在实作中，可以视需求来调整光束的波长、直径和/或功率。

可在上述施加激光光束的步骤之前或之后，进行照光制程以将框胶235固化。在一较佳实施例中，在上述施加激光光束的步骤之前进行照光制程，以利用框胶235将封装盖板210与阵列基板200进行预先接合。此外，进行第二固化制程，以使密封胶230进一步固化。于一实施例中，进行第二固化制程使密封胶230的粘度进一步提升至60,000cps以上。具体而言，进行第二固化制程以使密封胶230固化至第二粘度，上述第二粘度为60,000-10¹⁵cps。此处所述的第二固化制程和上述框胶235的固化制程可以同时进行或分别进行。在一例示实施例中，如果框胶235也是紫外光固化型材料，则可先进行上述施加激光光束的步骤，之后再同时利用一紫外光照射制程，同时固化框胶235与密封胶230。于另一实施例中，进行第二固化制程的步骤，使密封胶130进一步固化至固化率为85％以上。

在实施了此处提出的密封方法之后，可将封装后的产物裁切成个别的元件，并进行后续的清洗、加工、组装制程，以得到个别的显示装置，例如图1F所示的显示装置150。

虽然上文实施方式中揭露了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域的技术人员，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定范围为准。

Claims

1.一种封装方法，其特征在于，包含：

提供一阵列基板，其中所述阵列基板具有一有效显示区域，且所述有效显示区域内设置有至少一发光元件；

提供一封装盖板，并于所述封装盖板上形成一密封结构，其中所述密封结构对应于所述有效显示区域且环绕所述有效显示区域；

于所述密封结构内填入一密封胶；

进行一第一固化制程，以使所述密封胶部分固化且经过第一固化制程之后所述密封胶的粘度为一第一粘度，其中所述第一粘度为10,000-60,000cps；

将所述封装盖板与所述阵列基板相接合，以使所述有效显示区域位于所述密封结构内；以及

进行一第二固化制程，以使所述密封胶进一步固化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述第二固化制程的步骤中，所述密封胶进一步固化至固化率为85％以上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述第二固化制程的步骤中，所述密封胶进一步固化至一第二粘度，所述第二粘度为60,000-1015cps。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述密封结构的步骤包括：以一玻璃浆料涂布于所述封装盖板的一表面上，烧结所述玻璃浆料以于所述表面形成一容置区域，且所述容置区域大于所述有效显示区域。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进行所述第一固化制程后，所述部分固化的密封胶具有一小于或等于所述经烧结的玻璃浆料的高度。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述封装盖板与所述阵列基板相接合的步骤，包含：

将所述封装盖板与所述阵列基板对组，以使所述至少一发光元件位于所述容置区域内；以及

施加一激光光束于所述玻璃浆料，以使所述玻璃浆料至少部分熔化进而与所述封装盖板和所述阵列基板相连接。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，更包含：

在进行将所述封装盖板与所述阵列基板相接合的步骤之前，将一感光胶涂布于所述封装盖板上，以形成围绕所述容置区域的一框胶；以及

在进行将所述封装盖板与所述阵列基板相接合的步骤之后，进行一照光制程，以将所述框胶固化。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述框胶固化的波长为254-365nm。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，于所述密封结构内填入所述密封胶与形成所述框胶的步骤同时进行。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封胶为紫外光固化型树脂，而所述第一固化制程为紫外光照射制程且所用的能量为1000-6000mJ/cm²。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二固化制程为紫外光照射制程，且所用的能量为1000-6000mJ/cm²。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封胶为感光材料，且所述第一固化制程与所述第二固化制程是照光制程。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封胶为热感应材料，且所述第一固化制程与所述第二固化制程是热制程。

14.一种封装方法，其特征在于，包含：

提供一阵列基板，其中所述阵列基板包含多个子阵列基板，所述每一子阵列基板具有一有效显示区域，且所述每一有效显示区域内设置有至少一发光元件；

提供一封装盖板；

以一玻璃浆料涂布于所述封装盖板的一表面上，并烧结所述玻璃浆料以形成多个容置区域，且所述每一容置区域对应于所述每一有效显示区域且大于每一所述有效显示区域；

涂布围绕所述多个容置区域的一框胶；

涂布一密封胶于所述每一容置区域内；

进行一第一固化制程，以使所述密封胶部分固化至一第一粘度，其中所述第一粘度为10,000-60,000cps；

将所述封装盖板与所述阵列基板对组，以使每一所述有效显示区域位于对应的所述容置区域内，并且将所述框胶固化；以及

进行一第二固化制程，以使所述密封胶进一步固化。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进行所述第二固化制程的步骤中，所述密封胶进一步固化至固化率为85％以上。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进行所述第二固化制程的步骤中，所述密封胶进一步固化至一第二粘度，所述第二粘度为60,000-10¹⁵cps。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，更包含：施加一激光光束于所述烧结的玻璃浆料，以使所述烧结的玻璃浆料至少部分熔化进而与所述封装盖板和所述阵列基板相连接。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进行所述第一固化制程后，所述部分固化的密封胶具有一小于或等于所述玻璃浆料的高度。