CN103779389B - 显示面板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示面板，包括基板、发光显示阵列、封装膜层、辅助层、光学膜以及光学胶。发光显示阵列设置于基板上。封装膜层设置于基板上并包覆发光显示阵列。辅助层设置于封装膜层上，其中辅助层具有平坦上表面，且辅助层的萧氏硬度值实质上介于D4至D60之间。光学膜设置于辅助层上。光学胶设置于辅助层的平坦上表面与光学膜之间，用以粘着辅助层与光学膜。
Description
技术领域
本发明是关于一种显示面板及其制作方法，尤指一种设置有萧氏硬度(shorehardness)值实质上介于D4至D60之间而可保护发光显示阵列的辅助层的显示面板及其制作方法。
背景技术
有机发光二极管(OLED)显示面板由于对于水气极为敏感，因此在制作过程中必须确保能有效阻隔水气，以避免有机发光二极管元件与水气接触而受损。现有有机发光二极管显示面板是于有机发光二极管元件上形成封装薄膜(thinfilmencapsulation)，以阻隔水氧。然而，在制作封装薄膜的过程中无法避免地会产生一定数量的微粒(particle)，而这些微粒在后续贴附光学膜的过程中会造成封装薄膜破损，而使得封装薄膜的阻水气效果失效，严重地影响了有机发光二极管显示面板的可靠度与寿命，而造成有机发光二极管显示面板在发展上的一大限制。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种具有高阻水气效果的显示面板及其制作方法。
为达上述目的，本发明提供一种显示面板，包括基板、发光显示阵列、封装膜层、辅助层(auxiliarylayer)、光学膜以及光学胶。发光显示阵列设置于基板上。封装膜层设置于基板上并包覆发光显示阵列。辅助层设置于封装膜层上，其中辅助层具有平坦上表面，且辅助层的萧氏硬度(shorehardness)值实质上介于D4至D60之间。光学膜设置于辅助层上。光学胶设置于辅助层的平坦上表面与光学膜之间，用以粘着辅助层与光学膜。
为达上述目的，本发明另提供一种制作显示面板的方法，包括下列步骤。提供一基板。于基板上形成一发光显示阵列。于基板上形成一封装膜层，且封装膜层包覆发光显示阵列。于基板以及封装膜层上形成一液态材料层，并对液态材料层进行一干燥制作工艺以形成一辅助层，其中辅助层具有一平坦上表面，且辅助层的萧氏硬度值实质上介于D4至D60之间。提供光学膜，并于光学膜的一表面形成光学胶。进行一贴附制作工艺，利用光学胶将光学膜贴附于辅助层的平坦上表面上。
本发明的显示面板的辅助层可有效减少水气穿透率(WVTR)，因此可大幅提升显示面板的可靠度与寿命。
附图说明
图1至图5绘示了本发明的一较佳实施例的制作显示面板的方法示意图。
图6为本发明的辅助层的水气穿透率的实验结果。
图7绘示了在60℃及相对湿度90%的环境下进行“Ca测试”后辅助层的厚度与钙膜的面积比例的关系图。
符号说明
10基板
101第一表面
102第二表面
12阻障层
14驱动阵列
16发光显示阵列
18封装膜层
20辅助层
201平坦上表面
22光学膜
24光学胶
30显示面板
具体实施方式
为使熟悉本发明所属技术领域的一般技术者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1至图5。图1至图5绘示了本发明的较佳实施例的制作显示面板的方法示意图。本实施例的制作显示面板的方法是以制作电激发光显示面板例如有机发光二极管显示面板为范例，但不以此为限。本实施例的制作显示面板的方法亦可用以制作其它类型的电激发光显示面板(例如高分子发光二极管显示面板或无机发光二极管显示面板)或其它类型的显示面板。如图1所示，首先提供基板10，其中基板10具有第一表面(正面)101与第二表面(背面)102。基板10可为可挠式基板例如塑胶基板可其它具有可挠曲特性的基板，或硬式基板例如玻璃基板、石英基板、半导体基板或其它类型的硬式基板。此外，基板10可为透光基板或不透光基板。接着，可选择性地于基板10的第二表面102形成至少一阻障(barrier)层12。阻障层12的作用在于提供基板10的第二表面102阻障作用，以避免水气经由基板10的第二表面102渗入。阻障层12的材料可为无机材料、有机材料或有机/无机混成材料。在本实施例中，显示面板是以主动矩阵式有机发光二极管(AMOLED)显示面板为范例，因此可于基板10的第一表面101上形成驱动阵列14。驱动阵列14可包括多个驱动元件(例如薄膜晶体管元件)、电容元件以及必要的导线例如栅极线、数据线以及电源线等。在变化实施例中，显示面板也可为被动矩阵式有机发光二极管(PMOLED)显示面板，则驱动阵列14可包括电容元件以及必要的导线。依据显示面板的类型不同，驱动阵列14可包括必要的驱动元件以及导线，此为该技术领域具通常知识者所熟悉，在此不再赘述。
如图2所示，接着于基板10上形成发光显示阵列16。在本实施例中，发光显示阵列16是形成于驱动阵列14上，且发光显示阵列16可包括电激发光显示阵列，例如有机发光二极管阵列，其可包括多个呈阵列排列的电激发光元件。驱动阵列14位于发光显示阵列16的下方，且驱动阵列14与发光显示阵列16电连接，用以驱动发光显示阵列16。随后，于基板10的第一表面101上形成封装膜层18，其中封装膜层18包覆发光显示阵列16。精确地说，封装膜层18至少包覆发光显示阵列16的上表面，并可进一步包覆发光显示阵列16的侧壁及/或驱动阵列14的侧壁。封装膜层18可为单层封装膜层或包括多层封装薄膜，且各封装薄膜的厚度实质上是小于1微米。另外，当封装膜层18为单层封装膜层时，则其材料可为无机材料、有机材料或有机/无机混成材料；当封装膜层18包括多层封装薄膜时，则各封装薄膜的材料可独立选用无机材料、有机材料或有机/无机混成材料。举例而言，作为封装膜层18的有机材料可为例如聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚亚酰胺(PI)等，而无机材料可为例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化铝等，但不以此为限。
如图3所示，接着于基板10以及封装膜层18上形成液态材料层，并对液态材料层进行干燥制作工艺以形成辅助层20，其中辅助层20具有平坦上表面201。在本实施例中，辅助层20的厚度是大于1微米，例如辅助层20的厚度实质上是介于2微米至50微米之间，且较佳实质上介于2微米至30微米之间，但不以此为限。此外，辅助层20的萧氏硬度(shorehardness)值实质上介于D4至D60之间，且辅助层20的弹性系数(ModulusofElasticity)实质上介于10兆帕(MPa)至3000兆帕之间，但不以此为限。在本实施例中，辅助层20与封装膜层18两者具有不同的特性。举例而言，辅助层20是使用液态制作工艺所形成，并不是利用沉积或贴附等非液态方式所形成，而封装膜层18则是使用沉积或其它非液态制作工艺所形成。另外，辅助层20的厚度大于封装膜层18的厚度，且辅助层20的硬度与弹性系数是介于上述范围内，由此辅助层20可以发挥缓冲及保护作用，而可有效避免于后续贴附光学膜时微粒造成封装膜层18的破损而导致封装膜层18的阻水气效果失效。在本实施例中，辅助层20可包括利用液态方式形成的胶材(sealingmaterial)，并可利用固化方式加以固化。举例而言，胶材可包括热固型胶材(thermalcurablesealingmaterial)、光固型胶材(photocurablesealingmaterial)(例如UV固型胶材)、非光非热固化型胶材(例如非UV非热固化型胶材)或复合型胶材(hybridsealingmaterial)。本实施例的辅助层20不是光学胶(opticalclearadhesive,OCA)或压感胶(pressuresensitiveadhesive,PSA)等以非液态制作工艺所形成的胶材。辅助层20的材料较佳可包括有机材料，例如环氧树脂(epoxyresin)或压克力(acrylic)，但不以此为限。此外，在本实施例中，封装膜层18具有第一折射率，辅助层20具有第二折射率，且第二折射率可大于或等于第一折射率，由此可提升出光效率。举例而言，第一折射率与第二折射率实质上均可介于1.3与3之间，但在选择封装膜层18与辅助层20的材料时，较佳应该满足第二折射率大于第一折射率的条件，才可有效提升出光效率，但不以此为限。
如图4所示，接着提供光学膜22，并于光学膜22的表面形成光学胶24。光学膜22可包括偏光膜，用以提高对比度，但不以此为限。光学膜22亦可为任何用以提供光学效果的膜层，例如抗反射膜、抗眩膜、相位补偿膜或其它光学膜。
如图5所示，接着进行贴附制作工艺，利用光学胶24将光学膜22粘着贴附于辅助层20的平坦上表面201上，以制作出本实施例的显示面板30。如前所述，由于辅助层20的厚度实质上是介于2微米至50微米之间、萧氏硬度值实质上介于D4至D60之间，且弹性系数实质上介于10兆帕(MPa)至3000兆帕之间，而在此硬度及弹性范围内，辅助层20可以发挥良好的缓冲及保护作用，而有效避免封装膜层18所含有的微粒或光学胶24所含有的微粒于贴附制作工艺时造成封装膜层18的破损而导致封装膜层18的阻水气效果失效，进而有效提升显示面板的可靠度与寿命。
请参考图6。图6为本发明的辅助层的水气穿透率的实验结果。在本实施例中，水气穿透率是利用本领域中已为人所熟知的“Ca测试(钙测试)”来判断。“Ca测试”是利用活性金属薄膜上的腐蚀作用来进行渗透率测试。在“Ca测试”中，先于测试基板上形成钙膜，例如利用蒸镀方式形成钙膜，再于钙膜上形成欲进行测试的样本，并置放于高温高湿的储存空间(hightemperatureandhumiditystorage)内。由于钙很容易与水和氧气反应，而反应过后的钙膜的透光率会增加，因此，利用监测透光率的改变即可量化样本的水气穿透率。在本实施例中，“Ca测试”是由60℃及相对湿度90%的环境下进行。在第6图中，样本1为对照样本，其是在现有的封装膜层下形成钙膜进行测试(结构为：最下方为钙，接着是封装膜层，且封装膜层上未覆盖辅助层)，样本2-6是在本发明的辅助层下形成钙膜进行测试(结构为：最下方为钙，接着是封装膜层，最后再于封装膜层上覆盖辅助层)，其中样本2-6分别具有不同萧氏硬度与不同弹性系数。如图6的显微镜所观察到的放大示意图所示，使用辅助层的样本2-6所观察到的白色区域的数量与面积明显小于未使用辅助层而仅使用现有封装薄膜的样本1，显示出辅助层具有保护封装膜层的效果，因此封装膜层可维持较佳的阻水气效果，使得样本2-6可具有较低的水气穿透率。此外，上述样本2-6的辅助层的萧式硬度与弹性系数分别如下。样本2：萧式硬度值为D83，弹性系数为4400兆帕；样本3：萧式硬度值为D69，弹性系数为1800兆帕；样本4：萧式硬度值为D69，弹性系数为1280兆帕；样本5：萧式硬度值为A74，弹性系数为582兆帕；样本6：萧式硬度值为A83，弹性系数为171兆帕。进一步分析样本2-6后可发现，样本5-6所观察到的白色区域的数量与面积小于样本2-4，因此显示出辅助层的萧式硬度与弹性系数是与保护效果有关。表1是萧式硬度D与萧式硬度A的对照表。由表1可知，样本5的萧式硬度值为A74经换算后约介于D20-D25之间，而样本6的萧式硬度值为A83经换算后约介于D30-D35之间，也就是说，样本5-6的萧式硬度值均是位于D4至D60之间。此外，样本5-6的弹性系数是介于10兆帕至3000兆帕之间。由上述可知，在萧式硬度值位于D4至D60之间以及弹性系数介于10兆帕至3000兆帕之间的条件下，辅助层经证实可有效提供封装膜层良好的保护效果，由此封装膜层不会受损而可以发挥有效的阻水气效果。另外，样本2的萧式硬度值为D83且弹性系数为4400兆帕，两者均在上述萧式硬度值位于D4至D60之间以及弹性系数介于10兆帕至3000兆帕之间的条件之外，因此相较于样本5-6而言，样本2对于封装膜层的保护效果不足。样本3的萧式硬度值为D69且弹性系数为1800兆帕，其弹性系数为1800兆帕虽位于10兆帕至3000兆帕之间，但其萧式硬度值在D4至D60之间的条件之外，因此相较于样本5-6而言，样本3对于封装膜层的保护效果仍不够理想。样本4的萧式硬度值为D69且弹性系数为1280兆帕，其弹性系数为1280兆帕虽位于10兆帕至3000兆帕之间，但其萧式硬度值在D4至D60之间的条件之外，因此相较于样本5-6而言，样本4对于封装膜层的保护效果也不够理想。
表1
| 萧式硬度D | 萧式硬度 |
| 90 | |
| 86 | |
| 83 | |
| 80 | |
| 77 | 4 --> |
| 74 | |
| 70 | |
| 65 |
| 60 | 98 |
| 55 | 96 |
| 50 | 94 |
| 42 | 90 |
| 38 | 86 |
| 35 | 85 |
| 30 | 80 |
| 25 | 75 |
| 20 | 70 |
| 15 | 60 |
| 12 | 50 |
| 10 | 40 |
| 8 | 30 |
| 6.5 | 20 |
| 4 | 10 |
请参考图7。图7绘示了进行“Ca测试”后辅助层的厚度与钙膜的面积比例的关系图，其中本实施例的“Ca测试”是在60℃及相对湿度90%的环境下进行。由图7可知，在辅助层的厚度实质上介于2至50微米时，钙膜的面积比例明显地大于辅助层的厚度在上述厚度范围以外的钙膜的面积，显示了在辅助层的厚度在上述厚度范围以内的情况下，具有较佳的保护封装膜层的效果，由此封装膜层不会受到损伤而使得大部分的钙膜不会与水气或氧气反应。特别是辅助层的厚度实质上介于2至30微米时，辅助层对于封装膜层显著地具有极佳的保护效果。
综上所述，本发明的显示面板的辅助层经实证发现可以发挥缓冲及保护作用，有效避免于贴附制作工艺时微粒造成封装膜层的破损，因此可有效减少水气穿透率，进而大幅提升显示面板的可靠度与寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (20)
1.一种显示面板，包括：
基板；
发光显示阵列，设置于该基板上；
封装膜层，设置于该基板上并包覆该发光显示阵列；
辅助层(auxiliarylayer)，设置于该封装膜层上，其中该辅助层具有平坦上表面，且该辅助层的萧氏硬度(shorehardness)值介于D4至D60之间；
光学膜，设置于该辅助层上；以及
光学胶，设置于该辅助层的该平坦上表面与该光学膜之间，用以粘着该辅助层与该光学膜。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该辅助层的弹性系数(ModulusofElasticity)介于10兆帕(MPa)至3000兆帕之间。
3.如权利要求1所述的显示面板，其中该辅助层的厚度是介于2微米至50微米之间。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该辅助层包括一胶材(sealingmaterial)。
5.如权利要求4所述的显示面板，其中该胶材包括热固型胶材(thermalcurablesealingmaterial)、光固型胶材(photocurablesealingmaterial)、非UV非热固化型胶材或复合型胶材(hybridsealingmaterial)。
6.如权利要求1所述的显示面板，其中该封装膜层包括多层封装薄膜，且各该封装薄膜的厚度是小于1微米。
7.如权利要求1所述的显示面板，其中该封装膜层具有第一折射率，该辅助层具有第二折射率，且该第二折射率大于或等于该第一折射率。
8.如权利要求7所述的显示面板，其中该第二折射率是介于1.3与3之间。
9.如权利要求1所述的显示面板，其中该基板包括可挠式基板。
10.如权利要求1所述的显示面板，其中该光学膜包括偏光膜。
11.如权利要求1所述的显示面板，其中该发光显示阵列包括电激发光显示阵列。
12.如权利要求1所述的显示面板，另包括驱动阵列，设置于该基板上并位于该发光显示阵列之下。
13.一种制作显示面板的方法，包括：
提供一基板；
于该基板上形成一发光显示阵列；
于该基板上形成一封装膜层，且该封装膜层包覆该发光显示阵列；
于该基板以及该封装膜层上形成一液态材料层，并对该液态材料层进行一干燥制作工艺以形成一辅助层，其中该辅助层具有一平坦上表面，且该辅助层的萧氏硬度(shorehardness)值介于D4至D60之间；
提供一光学膜，并于该光学膜的一表面形成一光学胶；以及
进行一贴附制作工艺，利用该光学胶将该光学膜贴附于该辅助层的该平坦上表面上。
14.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，其中该辅助层的弹性系数(ModulusofElasticity)介于10兆帕(MPa)至3000兆帕之间。
15.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，其中该辅助层的厚度是介于2微米至50微米之间。
16.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，其中该辅助层包括一胶材(sealingmaterial)，该胶材包括热固型胶材(thermalcurablesealingmaterial)、光固型胶材(photocurablesealingmaterial)、非UV非热固化型胶材或复合型胶材(hybridsealingmaterial)。
17.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，其中该封装膜层包括多层封装薄膜，且各该封装薄膜的一厚度是小于1微米。
18.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，其中该封装膜层具有第一折射率，该辅助层具有第二折射率，且该第二折射率大于或等于该第一折射率。
19.如权利要求18所述的制作显示面板的方法，其中该第二折射率是介于1.3与3之间。
20.如权利要求13所述的制作显示面板的方法，另包括于形成该发光显示阵列之前，先于该基板上形成驱动阵列。
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