CN102157110A - 显示装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示装置,包括基板、背板、显示介质层、保护层、驱动组件、柔性印刷电路板以及封胶。其中背板与显示介质层分别设置于基板的下表面与上表面,保护层覆盖显示介质层以防止环境中水气或氧气渗入而影响显示介质层性能,封胶则环绕显示介质层与保护层的侧表面,并包覆驱动组件与部份的柔性印刷电路板。此外,本发明也揭露一种显示装置的制作方法。本发明的显示装置及其制作方法利用上述实施例的设计,在高温工艺中不会产生翘曲现象,且可同时将基板的侧表面周围、显示介质层的侧表面周围、驱动元件与柔性印刷电路板以封胶作保护,达到简化封装步骤的功效。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其制作方法,且尤其涉及一种可挠式显示装置的封装结构及其制作方法。
背景技术
现有的电泳式显示装置包括:基板(Substrate);显示介质层(Display medium layer),作为显示影像的介质;保护层(Protective layer),用来阻隔环境中的水气或氧气以保护显示介质层;封胶(sealant),用以封装电泳式显示装置的侧表面周围;驱动组件与柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit,FPC),用以驱动电泳式显示装置。驱动元件与柔性印刷电路板在与基板接合后,大多再涂布一层保护胶(例如Tuffy胶),以覆盖并保护驱动元件与部份的柔性印刷电路板。一般来说,基板为玻璃或塑料材料,而基板以上的许多有机高分子材料层(例如显示介质层、保护层等),高分子材料层的杨氏系数小且厚度薄,虽然具可挠曲性质,但抗应变能力不佳。在高温工艺中,因为基板与基板以上的有机高分子材料层的热膨胀系数有所差异,高分子材料层很容易产生翘曲现象,而影响后面各项工艺,而且造成严重的应力残留,甚至造成玻璃基板破裂,而使可靠度降低甚至影响产品良率与产出。此外,除了利用封胶保护显示介质层外,需要多一道封装步骤将设置在基板上的驱动元件与柔性印刷电路板以保护胶作保护,无法达到工艺简化的目的。
发明内容
本发明的目的为提供一种显示装置及其制作方法,可解决上述问题并简化封装工艺。
本发明实施例提供一种显示装置,包括一基板、一显示介质层位于该基板的一第二表面、一驱动元件位于该基板上、一柔性印刷电路板位于该基板上,且该柔性印刷电路板电性连接于该驱动元件、一保护层位于该显示介质层上且覆盖该显示介质层、一背板设置于该基板的一第一表面、以及一封胶至少环绕该基板的一侧表面与该显示介质层的一侧表面并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
其中,该背板的一热膨胀系数与该显示介质层与该保护层迭合后的一总热膨胀系数相等。
其中,该背板的材质包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯,或聚亚酰胺。
其中,该封胶包括:一第一封胶,环绕该基板的该侧表面;以及一第二封胶,环绕该显示介质层的该侧表面并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
其中,该封胶包括:一第一封胶,环绕该显示介质层的该侧表面;以及一第二封胶,环绕该基板的该侧表面、该第一封胶与该保护层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
其中,该第一封胶与该第二封胶具有相异的水气穿透率或相异的氧气穿透率。
其中,该封胶的材质包括热固胶、光固化胶或光感后热固化胶。
其中,该封胶环绕该保护层的一侧表面并包覆该保护层的一上表面的周围。
其中,该保护层包括一玻璃或一触控面板。
其中,另包括一触控层位于该显示介质层与该保护层之间。
其中,另包括一阻水层位于该背板与该基板之间。
其中,该阻水层的材质包括有机材料、无机材料、有机材料与无机材料所混成的混成材料或金属。
其中,该基板为一包含一玻璃基材与一缓冲层的多层结构复合式基板。
其中,该缓冲层的材质为一有机材料。
其中,该有机材料包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯,或聚亚酰胺。
其中,另包括一触控层位于该显示介质层与该保护层之间。
本发明实施例另提供一种显示装置制作方法,包括下列步骤。提供一基板,该基板包括一第一表面与一第二表面;形成一背板于该基板的第一表面;形成一显示介质层于该基板的第二表面;接合一驱动元件于该基板;接合一柔性印刷电路板(FPC)于该基板上,使该柔性印刷电路板电性连接于该驱动元件;形成一保护层于该显示介质层上使该保护层覆盖该显示介质层;以及形成一封胶环绕该基板的一侧表面与该显示介质层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
其中,该背板的一热膨胀系数与该显示介质层与该保护层迭合后的一总热膨胀系数相等。
其中,该背板的材质包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯,或聚亚酰胺。
其中,上述形成该封胶的步骤包括:形成一第一封胶环绕该显示介质层的该侧表面;以及形成一第二封胶环绕该第一封胶、该基板的该侧表面与该保护层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
其中,上述形成该封胶的步骤包括:形成一第一封胶环绕该显示介质层的该侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板;以及形成一第二封胶环绕该基板的该侧表面。
其中,该第一封胶与该第二封胶具有相异的水气穿透率或相异的氧气穿透率。
其中,该封胶的材质包括热固胶、光固化胶或光感后热固化胶。
其中,另包括形成一阻水层于该背板与该基板之间。
其中,该基板为一包含一玻璃基材与一缓冲层的多层结构复合式基板。
其中,该缓冲层的材质为一有机材料。
本发明的显示装置及其制作方法利用上述实施例的设计,在高温工艺中不会产生翘曲现象,且可同时将基板之侧表面周围、显示介质层的侧表面周围、驱动元件与柔性印刷电路板以封胶作保护,达到简化封装步骤的功效。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A-1F绘示了本发明第一实施例的制作显示装置的剖面示意图。
图2绘示了本发明第一实施例的一变化型的显示装置的封装结构的示意图。
图3绘示了本发明第一实施例的另一变化型的显示装置的封装结构的示意图。
图4A与图4B绘示了本发明第一实施例的另两变化型的显示装置的封装结构的示意图。
图5绘示了本发明第一实施例的另一变化型的显示装置的封装结构的示意图。
图6绘示了本发明第二实施例的显示装置的封装结构的示意图。
图7绘示了本发明第三实施例的显示装置的封装结构的示意图。
其中,附图标记:
101:基板 103:背板
105:显示介质层 107:驱动元件
109:可挠式印刷电路板 111:保护层
113:封胶 115:阻水层
113a:第一封胶 113b:第二封胶
1011:侧表面 1051:侧表面
101A:第一表面 101B:第二表面
116:玻璃基材 117:缓冲层
119:触控层
具体实施方式
为使本领域技术人员能更进一步了解本发明,下文特列举本发明的较佳实施例,并配合所附附图,详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1A~1F。图1A~1F绘示了本发明的第一实施例的制作显示装置的剖面示意图。如图1A所示,首先提供一基板101,基板101为可挠式的软质基板例如塑料基板或硬质基板例如玻璃基板或石英基板。基板101包括一第一表面(背面)101A、一第二表面(正面)101B与一侧表面1011,且基板101的第二表面101B用于设置主动元件阵列(图未示)。在本实施例中,主动元件阵列例如是薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)阵列,但不以此为限。接着,如图1B所示,在基板101的第一表面101A形成一背板103,背板103可利用贴合或是涂布方式形成于基板101上。此外,背板103的面积实质大于基板101的面积,但不以此为限。为了解决在高温工艺时,因基板101上方后续形成的可挠性材质的热膨胀系数与基板101的热膨胀系数不匹配,而造成基板101产生翘曲或破裂的问题,本发明的背板103的热膨胀系数与在之后步骤中于基板101上方所形成的可挠性材料(显示介质层、保护层等)的总热膨胀系数实质上相等。当两种具有不同热膨胀系数的材质迭合后,其总热膨胀系数可利用下列式子求得:E1×t1×(α1-α)=E2×t2×(α-α2),其中E1、t1、α1、E2、t2、α2分别代表了两种材质的杨氏系数、厚度、热膨胀系数,α则为总热膨胀系数。如此一来,在进行高温工艺时,可使背板103与基板101上方可挠性材料的应力趋近平衡,以降低翘曲的现象。背板103的材质可选用聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate,PEN)或聚亚酰胺(Polyimide,PI),但不以此为限。
接着,如图1C所示,在基板101的第二表面101B形成一显示介质层105,其中显示介质层105具有一侧表面1051,且显示介质层105可经由基板101上的主动元件阵列的控制来显示画面。在本实施例中是以电泳式显示介质层(例如Electro Phoretic Display Film,EPD film)为例,显示介质层105也可以是胆固醇液晶层(Cholesterol liquid crystal layer)、有机发光层(Organic light emitting layer)或电致变色显示介质层(Electro-chromic display layer)等,但不局限于此。接着,如图1D所示,将驱动元件107与柔性印刷电路板109接合并固定在基板101的第二表面101B,并邻近于显示介质层105的一侧,其中驱动元件107用以驱动基板101上的主动元件阵列且电性连接于柔性印刷电路板109,且驱动元件107可利用COG(Chip on glass)技术形成于基板101上。
如图1E所示,为了避免环境中水气及氧气等影响显示介质层的性能,在显示介质层105上方形成一保护层111,保护层111可在垂直投影方向上重迭于驱动元件107与部份的柔性印刷电路板109,因此,保护层111的面积可实质稍大于基板101的面积,但不以此为限。保护层111需具有良好的阻水阻气能力,本实施例中以电泳式显示介质层为例,其所需的阻水能力若以水气穿透率(Water vapor transmission rate,WVTR)来表示,则至少须小于10-2g/m2day。保护层111材质可选用有机材料、无机材料、或有机与无机混成材料。其中无机材料可为金属的氧化物或氮化物,例如SiOX、SiNX、TiOX、Al2O3或其混合物AlOXNY、SiOXNY等。而有机与无机混成材料可以是在有机高分子内添加无机粉体,或是有机材料与无机材料以多层相互堆栈而成的混成材料。保护层111也可使用玻璃或触控面板,其中使用触控面板可令显示装置同时兼具触控功能。
如图1F所示,在显示介质层105的侧表面1051与基板101的侧表面1011形成一封胶113。封胶113环绕并密封显示介质层105的侧表面1051与基板101的侧表面1011,且设置于保护层111与背板103之间,更同时包覆基板101上的驱动元件107与部份之柔性印刷电路板109。形成封胶113的方法例如是从保护层111上方滴下液态的粘胶材料,此粘胶材料可通过毛细现象往基板101的侧表面1011与显示介质层105的侧表面1051延伸并环绕密封基板101的侧表面1011与显示介质层105的侧表面1051,之后,再将此粘胶材料固化而使其成为封胶113,其中此粘胶材质可为热固化胶,光固化胶或光感型热固胶,并利用加热或照光方式加以固化。
由于除了显示介质层105的上方,显示介质层105的侧表面1051也为水气及氧气等渗入的路径,因此,本实施例利用封胶113环绕显示介质层105的侧表面1051将其完全密封。利用封胶113在密封显示介质层105与基板101时,同时包覆驱动元件107与部份的柔性印刷电路板109,除了使其具良好的防潮、绝缘、热安定性与机械特性之外,更可以简化封装工艺。此外,在本实施例中若以玻璃基板为例,当使用大面积基板或是在切割面板的过程中,玻璃基板的侧表面1011容易受外力而产生破裂的现象,因此利用封胶113同时将玻璃基板的侧表面1011环绕并密封的作法,可提供保护玻璃侧表面的功效。
本发明的显示装置的封装结构并不以上述实施例为限。下文将继续揭示本发明的其它实施例或变化型式,然为了简化说明并突显各实施例或变化型式之间的差异,下文中使用相同标号标注相同元件,并不再对重复部分作赘述。
请参考图2。图2绘示了本发明的第一实施例的一变化型的显示装置的封装结构的剖面示意图。如图2所示,在本实施例中,若使用阻水阻气能力不佳的基板101,例如塑料基板(其材料可为例如聚亚酰胺),则除了利用封胶113将基板101的侧表面1011环绕并密封,可于基板101与背板103之间再布上一层阻水层115,以防止水气经由基板101的第一表面101A进入显示介质层105。阻水层115可以是有机材料、无机材料、有机与无机混成材料或金属层,以全面阻隔水气或氧气渗入。
请参考图3。图3绘示了本发明的第一实施例的另一变化型的显示装置的封装结构的剖面示意图。如前面所述的第一较佳实施例中,基板101若使用玻璃材质,基板101的侧表面1011可利用封胶113提供保护。但基板101的第一表面101A也有可能受到外力撞击而产生破裂,一但发生此现象,基板101上之主动元件阵列将因此而故障,无法正常驱动其上方的显示介质层105。因此,如图3所示,本实施例的基板101可采用多层结构的复合式基板,其包括一玻璃基材116,以及一缓冲层117设置在玻璃基材116上,而主动阵列元件则设置于缓冲层117的上方。缓冲层117材质可为有机材料例如聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚亚酰胺,或聚苯乙烯(Polystyrene,PS)等,但不以此为限。由于缓冲层117可用以缓冲与吸收撞击能量,如此一来,即使玻璃基材116发生破裂,缓冲层117不会受损,其上方的主动元件阵列仍可正常操作以维持显示状态。
请参考图4A与图4B。图4A与图4B绘示了本发明的第一实施例的另两变化型的显示装置的封装结构的剖面示意图。如图4A所示,图4A所示的显示装置的封装结构与图1F所示的显示装置的封装结构类似,而为了使显示装置同时兼具触控功能,除了使用触控面板作为保护层111之外,可在显示介质层105与保护层111之间设置一触控层119。同样地,如图4B所示,图4B所示的显示装置的封装结构与图3所示的显示装置的封装结构类似,而为了使显示装置同时兼具触控功能,同样地可在显示介质层105与保护层111之间设置触控层119。
请参考图5。图5为本发明的第一实施例的另一变化型的显示装置的封装结构的剖面示意图。与第一实施例的差异在于,本实施例将封胶113进一步环绕保护层111的侧表面,并包覆保护层111之上表面周围。
请参考图6。图6为本发明的第二实施例的显示装置的封装结构的示意图。由于基板101的材质与显示介质层105的材质相异,所需的阻水阻气条件也相异,其中在显示介质层105的侧表面1051与基板101的侧表面1011形成封胶的步骤可分为多个步骤来达成,如此一来,可依基板101与显示介质层105选用具有不同水气透过率(Water vapor transmission rate,WVTR)或不同氧气透过率(Oxygen transmission rate,OTR)的封胶材料。如图6所示,在基板101与保护层111之间形成一第一封胶113a,使其环绕显示介质层105的侧表面1051,接着在背板103上形成第二封胶113b,环绕第一封胶113a、保护层111与基板101的侧表面1011,并包覆驱动元件107与部份的柔性印刷电路板109。
请参考图7。图7为本发明第三实施例的显示装置的封装结构的示意图。与图1F的差异在于,在封胶步骤中,首先在基板101与保护层111之间形成第一封胶113a,使第一封胶113a环绕显示介质层105的侧表面1051,并包覆驱动元件107与部份的柔性印刷电路板109。之后,在背板103上形成第二封胶113b,使第二封胶113b环绕基板101的侧表面1011。值得说明的是,在图6与图7的实施例中,第一封胶113a也可采用如图5所示的作法,将第一封胶113a环绕保护层111的侧表面,并包覆保护层111的上表面周围。此外,由于第一封胶113a系环绕并保护显示介质层105之侧表面1051,因此,第一封胶113a须具有阻水阻氧能力,其所需的阻水能力例如至少须小于10g/m2day。在本发明的第二实施例与第三实施例中若使用玻璃基板,因玻璃本身具阻水阻氧的特性,在封胶材料选用上,第二封胶113b不须特别使用具有阻水阻氧能力的封胶。
综上所述,本发明在显示装置的基板的背面增加一背板,利用背板的热膨胀系数与基板上方的可挠性材质的热膨胀系数实质上相等的特性,来降低显示装置在后续高温工艺中因热膨胀系数不匹配所造成的显示装置翘曲的问题。此外,提供一封胶将显示介质层侧表面周围及基板侧表面周围环绕密封,并同时包覆驱动元件与部分的柔性印刷电路板以提供保护,除了可隔绝外界水气与氧气对显示装置性能造成的不良影响之外,还可以省略另外对驱动元件与柔性印刷电路板上保护胶的步骤,达到简化封装步骤的功效。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (26)
1.一种显示装置,其特征在于,包括:
一基板,具有一第一表面与一第二表面;
一显示介质层,设置于该基板的该第二表面;
一驱动元件,位于该基板上;
一柔性印刷电路板,位于该基板上,且该柔性印刷电路板电性连接于该驱动元件;
一保护层,位于该显示介质层上且覆盖该显示介质层;
一背板,设置于该基板的该第一表面;以及
一封胶,位于该背板与该保护层之间,至少环绕该基板的一侧表面与该显示介质层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该背板的一热膨胀系数与该显示介质层与该保护层迭合后的一总热膨胀系数相等。
3.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该背板的材质包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯,或聚亚酰胺。
4.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该封胶包括:
一第一封胶,环绕该基板的该侧表面;以及
一第二封胶,环绕该显示介质层的该侧表面并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该封胶包括:
一第一封胶,环绕该显示介质层的该侧表面;以及
一第二封胶,环绕该基板的该侧表面、该第一封胶与该保护层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置,其特征在于,该第一封胶与该第二封胶具有相异的水气穿透率或相异的氧气穿透率。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该封胶的材质包括热固胶、光固化胶或光感后热固化胶。
8.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该封胶环绕该保护层的一侧表面并包覆该保护层的一上表面的周围。
9.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该保护层包括一玻璃或一触控面板。
10.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,另包括一触控层位于该显示介质层与该保护层之间。
11.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,另包括一阻水层位于该背板与该基板之间。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其特征在于,该阻水层的材质包括有机材料、无机材料、有机材料与无机材料所混成的混成材料或金属。
13.根据权利要求1所述的显示装置,其特征在于,该基板为一包含一玻璃基材与一缓冲层的多层结构复合式基板。
14.根据权利要求13所述的显示装置,其特征在于,该缓冲层的材质为一有机材料。
15.根据权利要求14所述的显示装置,其特征在于,该有机材料包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯,或聚亚酰胺。
16.根据权利要求13所述的显示装置,其特征在于,另包括一触控层位于该显示介质层与该保护层之间。
17.一种制作显示装置的方法,其特征在于,包括:
提供一基板,该基板包括一第一表面与一第二表面;
形成一背板于该基板的第一表面;
形成一显示介质层于该基板的第二表面;
形成一驱动元件于该基板;
接合一柔性印刷电路板于该基板上,使该柔性印刷电路板电性连接于该驱动元件;
形成一保护层于该显示介质层上使该保护层覆盖该显示介质层;以及
形成一封胶环绕该基板的一侧表面与该显示介质层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,该背板的一热膨胀系数与该显示介质层与该保护层迭合后的一总热膨胀系数相等。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,该背板的材质包括聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯,或聚亚酰胺。
20.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,上述形成该封胶的步骤包括:
形成一第一封胶环绕该显示介质层的该侧表面;以及
形成一第二封胶环绕该第一封胶、该基板的该侧表面与该保护层的一侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板。
21.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,上述形成该封胶的步骤包括:
形成一第一封胶环绕该显示介质层的该侧表面,并包覆该驱动元件与部份的该柔性印刷电路板;以及
形成一第二封胶环绕该基板的该侧表面。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,该第一封胶与该第二封胶具有相异的水气穿透率或相异的氧气穿透率。
23.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,该封胶的材质包括热固胶、光固化胶或光感后热固化胶。
24.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,另包括形成一阻水层于该背板与该基板之间。
25.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,该基板为一包含一玻璃基材与一缓冲层的多层结构复合式基板。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,该缓冲层的材质为一有机材料。
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