CN103137648A - 电致发光显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电致发光显示装置，包括一主衬底、一外盖衬底、多个显示单元、一封止胶材以及至少一原子沉积阻障层。主衬底具有一第一内表面与一第一外表面。外盖衬底与主衬底相对设置，且外盖衬底具有一第二内表面与一第二外表面。主衬底与外盖衬底至少其中的一者包括一塑胶衬底。显示单元设置在第一内表面上。封止胶材设置在主衬底与外盖衬底之间，且覆盖显示单元。原子沉积阻障层覆盖在第二内表面与第二外表面的其中至少一者上。

Description

电致发光显示装置

技术领域

本发明是涉及一种电致发光显示装置，特别涉及一种具有原子沉积阻障层的电致发光显示装置，通过原子沉积阻障层来改善电致发光显示装置的可靠度与使用寿命。

背景技术

电致发光显示器(electroluminescent display device)因为具有可不需彩色滤光片(color filter)、不需背光模组以及低耗电等特性，一直以来都被视为可能取代液晶显示器成为下一世代的显示技术主流。而在各种电致发光显示器当中，有机发光二极管显示器(organic light emitting diode display)是目前相对较成熟的技术。

目前较为常见的有机发光二极管显示器主要是利用玻璃胶进行封装。然而由于在玻璃胶封装的结构中，衬底间为充满氮气的中空状况，故若将衬底尺寸放大后会有凹陷的问题产生。此外，当使用玻璃胶封装的有机发光二极管显示器搭配触控面板时，触控功能的作动也会有损害到有机发光二极管的疑虑。因此，本领域开发出一种全面封止技术来解决上述问题。目前应用在有机发光二极管显示器的主要全面封止技术包括有使用液态胶材的档板灌封(dam and fill)技术以及使用固态胶材的面密封(face seal)技术。

请参考图1A。图1A绘示了公知的使用档板灌封技术封装的有机发光二极管显示器的示意图。如图1A所示，习知的有机发光二极管显示器400包括一薄膜晶体管衬底410、一外盖衬底420、多个显示单元430、一档板460、一液态封止胶材440以及一外部电路元件470。薄膜晶体管衬底410具有一第一内表面411与一第一外表面412。外盖衬底420与薄膜晶体管衬底410相对设置，且外盖衬底420具有一第二内表面421与一第二外表面422。第二内表面421与第一内表面411互相面对。显示单元430设置在薄膜晶体管衬底410的第一内表面411上。液态封止胶材440设置在薄膜晶体管衬底410与外盖衬底420之间，用以粘合薄膜晶体管衬底410与外盖衬底420，并覆盖各显示单元430。档板460设置在薄膜晶体管衬底410与外盖衬底420之间且环绕液态封止胶材440。档板灌封技术即是利用档板460来容纳液态封止胶材440，使得液态封止胶材440对显示单元430形成保护的作用。此外，有机发光二极管显示器400进一步利用外部电路元件470与薄膜晶体管衬底410部分电性连结，用以提供信号使有机发光二极管显示器400呈现出显示画面。

请参考图1B，并请一并参考图1A。图1B绘示了公知的使用面密封技术封装的有机发光二极管显示器的示意图。如图1B与图1A所示，使用面密封技术封装的有机发光二极管显示器401与上述使用档板灌封技术封装的有机发光二极管显示器400之间的相异处在有机发光二极管显示器401并无档板460的设置，而是利用固态封止胶材441直接粘合薄膜晶体管衬底410与外盖衬底420，并同时对显示单元430形成保护的作用。然而，不论是档板灌封技术或面密封技术，虽然可改善对显示单元的保护，但其阻挡水气的能力仍是目前待改善的重点。尤其是当为了减少有机发光二极管显示器的体积，而选择使用塑胶衬底作为薄膜晶体管衬底410与外盖衬底420时，水气会由薄膜晶体管衬底410的第一外表面412与外盖衬底420的第二外表面422侵入显示单元430，也就是说塑胶衬底对水气的阻挡能力有限。有鉴于此，如何在能够使用塑胶衬底达到轻质化的目的同时使用可保护显示单元的全面封止技术并对其阻水能力进行改善是目前有机发光二极管显示技术重要的课题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种电致发光显示装置，利用单层或多层的原子沉积阻障层来改善使用全面封止技术封装的电致发光显示装置的可靠度。

本发明提供一种电致发光显示装置，包括一主衬底、一外盖衬底、多个显示单元、一封止胶材以及至少一原子沉积阻障层。主衬底具有一第一内表面与一第一外表面。外盖衬底与主衬底相对设置，且外盖衬底具有一第二内表面与一第二外表面。第二内表面与第一内表面互相面对，且第二外表面与第二内表面互相背对。显示单元设置在主衬底的第一内表面上。封止胶材设置在主衬底与外盖衬底之间，且覆盖显示单元。原子沉积阻障层覆盖在第二内表面与第二外表面的其中至少一者上。

本发明的电致发光显示装置是利用将单层或多层的原子沉积阻障层设置在电致发光显示装置的外围或衬底的内表面上，用以改善因为封止胶材以及衬底材料的特性所导致防水性不佳的问题，进而提高电致发光显示装置的可靠度并实现将触控功能与电致发光显示装置整合的目的。

附图说明

图1A与图1B绘示了公知的有机发光二极管显示器的示意图。

图2绘示了本发明的一第一优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图3绘示了本发明的一第二优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图4绘示了本发明的一第二优选实施例的电致发光显示装置的立体示意图。

图5绘示了本发明的一第三优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图6绘示了本发明的一第四优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图7绘示了本发明的一第五优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图8绘示了本发明的一第六优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图9绘示了本发明的一第七优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图10绘示了本发明的一第八优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图11绘示了本发明的一第九优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图12绘示了本发明的一第十优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图13绘示了本发明的一第十一优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

图14绘示了本发明的一第十二优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。

其中，附图标记说明如下：

100    电致发光显示装置        101    电致发光显示装置

102    电致发光显示装置        103    电致发光显示装置

104    电致发光显示装置        110    主衬底

111    第一内表面              112    第一外表面

120    外盖衬底                121    第二内表面

122    第二外表面              130    显示单元

131    第一电极                132    电洞传输层

133    有机发光层              134    电子传输层

135    第二电极                140    封止胶材

150    原子沉积阻障层          151    第一原子沉积阻障层

152    第二原子沉积阻障层      153    第三原子沉积阻障层

160    档板                    170    外部电路元件

180    触控感应元件            200    电致发光显示装置

201    电致发光显示装置        202    电致发光显示装置

203    电致发光显示装置        204    电致发光显示装置

300    电致发光显示装置        301    电致发光显示装置

400    有机发光二极管显示器    401    有机发光二极管显示器

410    薄膜晶体管衬底          411    第一内表面

412    第一外表面              420    外盖衬底

421    第二内表面              422    第二外表面

430    显示单元                440    液态封止胶材

441    固态封止胶材            460    档板

470    外部电路元件

具体实施方式

请参考图2。图2绘示了本发明的一第一优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。为了方便说明，本发明的各附图仅为示意用以进一步了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。如图2所示，电致发光显示装置100包括一主衬底110、一外盖衬底120、多个显示单元130、一封止胶材140以及至少一原子沉积阻障层150。主衬底110具有一第一内表面111与一第一外表面112。外盖衬底120与主衬底110相对设置，且外盖衬底120具有一第二内表面121与一第二外表面122。第二内表面121与第一内表面111互相面对。在本发明中，主衬底110与外盖衬底120至少其中的一者可为一被原子沉积阻障层150整面覆盖在一表面的塑胶衬底，但并不以此为限；通过塑胶衬底的选用可以使电致发光显示装置100整体重量减少，进而达到产品轻质化的目的。此外，在本实施例中，主衬底110可包括一薄膜晶体管衬底或其他适合的可驱动显示单元130的衬底，其中显示单元130为上发光式(top emission type)或下发光式(bottom emission type)的有机发光二极管显示元件，但本发明的电致发光显示装置并不以此为限而可使用其他具有相似发光特性的显示单元。上述的薄膜晶体管衬底可包括一非晶硅薄膜晶体管(amorphous silicon thin film transistor，a-Si TFT)衬底、一多晶硅薄膜晶体管(poly-silicon thin film transistor，poly-Si TFT)衬底、一氧化物半导体薄膜晶体管(oxide semiconductor TFT)衬底或具有其他不同类型的薄膜晶体管的衬底，但本发明并不以此为限。另外，外盖衬底120可包括塑胶衬底例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)衬底、聚苯醚砜(polyethersulfone，PES)衬底、聚亚酰胺(polyimide，PI)衬底、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)衬底、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)衬底与聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)衬底或以上述各类衬底再在表面形成有机功能性镀膜或无机功能性镀膜的衬底，但并不以此为限。显示单元130设置在主衬底110的第一内表面111上。封止胶材140设置在主衬底110与外盖衬底120之间，且封止胶材140覆盖显示单元130。在本实施例中，封止胶材140可包括液态高分子胶材、固态高分子胶材或其他适合的透明胶材。此外，封止胶材140也可包括具有光固化或热固化特性的高分子材料例如环氧化物(epoxy)材料、压克力(acrylic)材料与硅胶(silicone)，用以使封止胶材140可进行固化来确保对显示单元130的保护效果。

如图2所示，原子沉积阻障层150包括一第一原子沉积阻障层151，且第一原子沉积阻障层151覆盖在第二内表面121上。在本实施例中，原子沉积阻障层150可包括氧化物或氮化物，例如氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、钛酸钡(BaTiO3)、氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)与氮化硅(Si3N4)，但本发明的原子沉积阻障层并不以此为限而可包括其他适合的具有阻挡水气的材料。此外，值得说明的是，本发明的原子沉积阻障层的优选形成方式可包括原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)工艺、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)工艺或有机金属化学气相沉积(metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD)，但本发明并不以此为限而可利用其他的工艺手法形成高致密性的原子沉积阻障层。此外，在本实施例中，原子沉积阻障层150的厚度大体上是介在10纳米到200纳米之间，但本发明并不以此为限而可视需要调整原子沉积阻障层的厚度用以在不影响电致发光显示装置的正常操作下确保其阻挡水气的效果。此外，如图2所示，电致发光显示装置100还包括一档板(Dam)160，设置在主衬底110与外盖衬底120之间，且档板160至少部分环绕封止胶材140。请注意本实施例的档板160主要是用以容纳封止胶材140，特别是当封止胶材140为一液态状况时，但本发明并不以此为限而可利用档板来容纳各种状态的封止胶材。此外，电致发光显示装置100还包括一外部电路元件170与主衬底110部分电性连结，用以提供信号使电致发光显示装置100呈现出显示画面。在本实施例中，外部电路元件170可包括软性电路板或集成电路元件，但并不以此为限。

请参考图3与图4。图3绘示了本发明的一第二优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。图4绘示了本发明的第二优选实施例的电致发光显示装置的立体示意图。如图3与图4所示，本实施例的电致发光显示装置101与上述的电致发光显示装置100的不同处在于，在本实施例中，原子沉积阻障层150包括一第二原子沉积阻障层152，且第二原子沉积阻障层152覆盖在外盖衬底120的第二外表面122上。此外，第二原子沉积阻障层152也至少部分覆盖第一外表面112与第一内表面111并环绕封止胶材140。值得说明的是，由于外部电路元件170需与主衬底110形成连结用以提供信号使电致发光显示装置101呈现出显示画面，因此第二原子沉积阻障层152优选是仅部分覆盖第一内表面111，用以使外部电路元件170可有效地与主衬底110形成连结。换句话说，除了外部电路元件170覆盖在主衬底110形成电性连结的区域外，本实施例的第二原子沉积阻障层152优选是全面设置在电致发光显示装置101的最外层，用以达到更好的保护效果。明确地说，如图3与图4所示，除了外部电路元件170预定与主衬底110形成连结的区域外，第二原子沉积阻障层152可全面地覆盖第二外表面122与第一外表面112、部分覆盖第一内表面111与档板160以及环绕封止胶材140，用以使电致发光显示装置101的防水效果得以提高。还请注意，在本实施例中，第二原子沉积阻障层152可在外部电路元件170与主衬底110的连结工艺之前或之后形成，而第二原子沉积阻障层152也可选择性地至少部分覆盖外部电路元件170，用以一并达到保护的效果。本实施例的电致发光显示装置101除了原子沉积阻障层150之外，其余各部件的特征与材料特性与上述第一优选实施例相似，故在此并不再赘述。

请参考图5。图5绘示了本发明的一第三优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图5所示，本实施例的电致发光显示装置102与上述的电致发光显示装置100的不同处在于，在本实施例中，原子沉积阻障层150包括一第一原子沉积阻障层151与一第二原子沉积阻障层152。第一原子沉积阻障层151覆盖在外盖衬底120的第二内表面121上，而第二原子沉积阻障层152覆盖在外盖衬底120的第二外表面122上。此外，第二原子沉积阻障层152也至少部分覆盖第一外表面112与第一内表面111并环绕封止胶材140。本实施例的电致发光显示装置102除了第二原子沉积阻障层152之外，其余各部件的特征与材料特性与上述第一优选实施例相似，故在此并不再赘述。

请参考图6。图6绘示了本发明的一第四优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图6所示，本实施例的电致发光显示装置103与上述的电致发光显示装置102的不同处在于，在本实施例中，第二原子沉积阻障层152仅覆盖在外盖衬底120的第二外表面122上。也就是说，本实施例的第一原子沉积阻障层151与第二原子沉积阻障层152可先在外盖衬底120的第二内表面121与第二外表面122上形成，再将外盖衬底120与主衬底110进行粘合，但本发明并不以此为限而可利用其他适合的制造方式与顺序形成第一原子沉积阻障层151与第二原子沉积阻障层152。

请参考图7。图7绘示了本发明的一第五优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图7所示，本实施例的电致发光显示装置104与上述的电致发光显示装置103的不同处在于，电致发光显示装置104还包括一第三原子沉积阻障层153。第三原子沉积阻障层153覆盖第二原子沉积阻障层152。此外，第三原子沉积阻障层153也覆盖第一外表面112、至少部分覆盖第一内表面111并环绕封止胶材140。通过此第三原子沉积阻障层153的设计，可进一步提高电致发光显示装置104的防水性。

请参考图8。图8绘示了本发明的一第六优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图8所示，本实施例的电致发光显示装置200与上述的电致发光显示装置100的不同处在于，电致发光显示装置200并无档板160的设置，而仅利用封止胶材140直接黏合主衬底110与外盖衬底120，并同时对显示单元130形成保护的作用。本实施例的电致发光显示装置200除了无档板160的设计之外，其余各部件的特征与材料特性与上述第一优选实施例相似，故在此并不再赘述。

请参考图9到图12。图9绘示了本发明的一第七优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。图10绘示了本发明的一第八优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。图11绘示了本发明的一第九优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。图12绘示了本发明的一第十优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图9到图12所示，电致发光显示装置201、电致发光显示装置202、电致发光显示装置203以及电致发光显示装置204除了无档板的设置外，其余各部件的特征与材料特性分别与上述优选实施例中的电致发光显示装置101、电致发光显示装置102、电致发光显示装置103以及电致发光显示装置104相似，故在此并不再赘述。

请参考图13。图13绘示了本发明的一第十一优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图13所示，本实施例的电致发光显示装置300与上述第七优选实施例的电致发光显示装置201的不同处在于，电致发光显示装置300还包括至少一触控感应元件180，设置在第二内表面121上。此外，本实施例的第二原子沉积阻障层152覆盖在第一外表面112与第二外表面122上，且第二原子沉积阻障层152也至少部分覆盖第一内表面111并环绕封止胶材140。通过本实施例的触控感应元件180的设置，可使电致发光显示装置300具有触控与显示的功能。此外，由于封止胶材140设置在触控感应元件180与显示单元130之间，因此在使用触控功能时，可避免因触控动作对显示单元130造成破坏，特别是当外盖衬底120为一可挠性(flexible)衬底时。换句话说，通过本实施例的设计，可将触控功能与电致发光显示装置有效地整合，并同时提高电致发光显示装置的实用性与可靠度。

请参考图14。图14绘示了本发明的一第十二优选实施例的电致发光显示装置的侧视示意图。如图14所示，本实施例的电致发光显示装置301与上述的电致发光显示装置300的不同处在于，本实施例的原子沉积阻障层150还包括一第一原子沉积阻障层151覆盖触控元件180。也就是说，本实施例的电致发光显示装置301的制造步骤可包括先在外盖衬底120的第二内表面121形成触控元件180，再在触控元件180上形成第一原子沉积阻障层151。之后，再将具有触控元件180以及第一原子沉积阻障层151的外盖衬底120与主衬底110进行粘合，并在粘合后再形成第二原子沉积阻障层152，但本发明并不以上述制造方式为限而可利用其他适合的制造方式与顺序形成第一原子沉积阻障层151以及第二原子沉积阻障层152。值得说明的是，本发明也可在上述第一到第十优选实施例中加入触控感应元件的设计，也就是说在本发明具有触控元件的电致发光显示装置中，各原子沉积阻障层的设计变化以及有无档板的设计可与上述的第一到第十优选实施例相似，故在此并不再赘述。

综上所述，本发明是利用在电致发光显示装置中例如各层之间或在电致发光显示装置的外围设置单层或多层的原子沉积阻障层，用以改善因为封止胶材以及衬底材料的特性所导致防水性不佳的问题，同时利用封止胶材具有可保护显示单元的特性，将触控功能与电致发光显示装置有效地整合并达到提高可靠度的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电致发光显示装置，其特征在于，包括：

一主衬底，具有一第一内表面与一第一外表面；

一外盖衬底，与该主衬底相对设置，且该外盖衬底具有一第二内表面与一第二外表面，该第二内表面与该第一内表面互相面对，该第二外表面与该第一外表面互相背对；

多个显示单元，设置在该主衬底的该第一内表面上；

一封止胶材，设置在该主衬底与该外盖衬底之间，且覆盖该多个显示单元；以及

至少一原子沉积阻障层，覆盖在该第二内表面与该第二外表面的其中至少一者上。

2.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该主衬底与该外盖衬底至少其中的一者是一被该原子沉积阻障层整面覆盖在一表面的塑胶衬底。

3.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该原子沉积阻障层包括一第一原子沉积阻障层，且该第一原子沉积阻障层覆盖在该第二内表面上。

4.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该原子沉积阻障层包括一第二原子沉积阻障层，且该第二原子沉积阻障层覆盖在该第二外表面上。

5.如权利要求4所述的电致发光显示装置，其特征在于，该第二原子沉积阻障层也至少部分覆盖该第一外表面与该第一内表面并环绕该封止胶材。

6.如权利要求4所述的电致发光显示装置，其特征在于，还包括一第三原子沉积阻障层覆盖该第二原子沉积阻障层，其中该第三原子沉积阻障层也至少部分覆盖该第一外表面与该第一内表面并环绕该封止胶材。

7.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，还包括一档板，设置在该主衬底与该外盖衬底之间，且该档板至少部分环绕该封止胶材。

8.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该至少一原子沉积阻障层包括氧化物或氮化物。

9.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该主衬底包括一薄膜晶体管衬底，且该薄膜晶体管衬底包括一非晶硅薄膜晶体管衬底、一多晶硅薄膜晶体管衬底或一氧化物半导体薄膜晶体管衬底。

10.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，该外盖衬底进一步包括有机功能性镀膜或无机功能性镀膜。

11.如权利要求1所述的电致发光显示装置，其特征在于，还包括至少一触控感应元件，设置在该第二内表面上。

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