CN103943648B

CN103943648B - 显示装置及其封装方法

Info

Publication number: CN103943648B
Application number: CN201310020246.0A
Authority: CN
Inventors: 林敦煌; 黄浩榕; 周皓煜; 李吉欣
Original assignee: Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Corp
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2033-01-18
Also published as: CN103943648A

Abstract

本发明揭示一种显示装置及其封装方法。该显示装置具有一第一基板设有一显示区域与一非显示区域，该非显示区域环绕该显示区域，一第二基板，对应该非显示区域设有一光遮罩，该光遮罩具有一中心区域与二邻接于该中心区域的侧边区域，该光遮罩由复数个透光图案所组成；以及一玻璃胶，设置于该光遮罩上，并介于该第一基板及该第二基板之间，用以使该第一基板与该第二基板结合；其中，该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积。

Description

显示装置及其封装方法

技术领域

本发明关于一种玻璃胶(Frit)封装技术，特别是一种用于有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)显示装置的封装结构及方法。

背景技术

由于有机发光二极管(OLED)具有高亮度、低驱动电压、快速响应、多色性能等优势，已逐渐应用于平面显示器。但倘若有机发光二极管的元件结构受到周遭环境湿气或氧气的渗入，则将会导致电极材料的氧化、发光效率衰退或发光色彩变化，而减短有机发光二极管的工作寿命。因此，在有机发光二极管元件的制作中，封装制程显得特别重要，以将有机发光二极管与周遭环境的湿气或氧气完全隔离。

最近发展的玻璃胶(Frit)封装技术已应用于有机发光二极管元件的制作，其可有效地阻挡周遭环境湿气及氧气。这种封装技术利用激光光束直接加热涂布在元件基板上的玻璃胶，使该玻璃胶再熔融后固化，而将元件基板与其盖板紧密封装。然而，由于所使用的激光光束为圆点形状，且元件基板上的电路布设可能造成不同的背景条件(例如，是否布设有金属走线)，都会造成玻璃胶对激光光束的能量吸收不均匀，进而导致元件封装效果不佳；因此，有必要发展新的玻璃胶封装技术以对治及改善之。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种显示装置及其封装方法，解决现有结构存在的元件封装效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种显示装置，其特征在于，其包括：

一第一基板，设有一显示区域与一非显示区域，该非显示区域环绕该显示区域，该显示区域设置有复数发光元件，该非显示区域具有一金属图案；

一第二基板，该第二基板对应该非显示区域设有一光遮罩，该光遮罩设有一具有一中心轴线的中心区域及两个邻接该中心区域的侧边区域，且该光遮罩由复数个透光图案所组成；以及

一玻璃胶，设置于该光遮罩上，并介于该第一基板及该第二基板之间；

其中，一加热源自该第二基板朝该第一基板方向且沿该光遮罩照射该玻璃胶，以使该第一基板与该第二基板结合。

所述的显示装置中，该光遮罩环绕该显示区域，且该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积。

所述的显示装置中，设置于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积小于未设置于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积。

所述的显示装置中，该复数个透光图案的形状选自由线条状、圆点状及方点状组成的群体。

所述的显示装置中，该复数个透光图案沿该中心轴线对称设计。

所述的显示装置中，该复数个透光图案沿该中心轴线非对称设计。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：

一种显示装置的封装方法，其特征在于，其包括下列步骤：

提供一第一基板，设有一显示区域与一非显示区域，该非显示区域环绕该显示区域，该显示区域设置有复数发光元件，该非显示区域具有一金属图案；

提供一第二基板，该第二基板对应该非显示区域设有一光遮罩，该光遮罩设有一具有一中心轴线的中心区域及两个邻接该中心区域的侧边区域，且该光遮罩由复数个透光图案所组成；

在该光遮罩上涂布玻璃胶，并加热定型；

将该第二基板与该第一基板进行对位；以及

提供一加热源，自该第二基板朝该第一基板方向且沿该光遮罩照射该玻璃胶，以使该第一基板与该第二基板结合。

所述的显示装置的封装方法中，该光遮罩环绕该显示区域，且该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积。

所述的显示装置的封装方法中，该复数个透光图案形状选自由线条状、圆点状及方点状组成的群体。

所述的显示装置的封装方法中，该加热源是一激光光束，该激光光束的直径大约等于该光遮罩的宽度。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：封装效果好。

附图说明

图1A为本实施例封装方法依步骤进行至此的第一基板的平面示意图；

图1B为图1A沿着直线A-A’而取出的剖面图；

图2A为本实施例封装方法依步骤进行至此的第一基板的平面示意图；

图2B为图2A沿着直线A-A’而取出的剖面图；

图3为本实施例封装方法依步骤进行至此的第二基板的平面示意图；

图4A及4B为本实施例封装方法依步骤进行至此的封装结构剖面图；

图5A及5B为本实施例封装方法依步骤进行至此的封装制程示意图；

图6为根据本发明实施例的有机发光二极管元件的封装结构图；

图7A至7D为根据本发明实施例的透光图案示意图；

图8A及8B为根据本发明实施例的透光图案示意图。

附图标记说明：110第一基板；112/114金属图案；116金属走线；120预定密封曲线；121中心轴线；130玻璃胶；140光遮罩；141遮挡边界区；143直线线段；145曲线线段；150第二基板；151边角；160第三基板；170激光光束；180有机发光二极管；600有机发光二极管元件。

具体实施方式

为使贵审查委员能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，兹配合图式详细说明本发明的实施例如后。在所有的说明书及图示中，将采用相同的元件编号以指定相同或类似的元件。

在各个实施例的说明中，当一元素被描述是在另一元素的“上方/上”或“下方/下”，指直接地或间接地在该另一元素之上或之下的情况，其可能包含设置于其间的其他元素；所谓的“直接地”指其间并未设置其他中介元素。“上方/上”或“下方/下”等的描述以图式为基准进行说明，但也包含其他可能的方向转变。所谓的“第一”、“第二”、及“第三”用以描述不同的元素，这些元素并不因为此谓辞而受到限制。为了说明上的便利和明确，图式中各元素的厚度或尺寸，以夸张或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸并未完全为其实际的尺寸。

由于有机材料制作的光电或电子元件很容易受到湿气及氧气的影响而导致其性能的恶化，因此，这类有机材料元件的制作对于封装制程的要求特别严格，方足以更有效及可靠地防止周遭环境湿气及氧气的渗入。目前业界公认玻璃胶(Frit)封装技术为较佳的解决方案，并已应用于有机发光二极管(OLED)元件的制作中。在以下的实施例中，我们将以有机发光二极管(OLED)显示装置为实施对象，进行本发明技术的说明与描述，但读者应能了解这举例说明并不能限制本发明的施用。以下将详述本发明实施例的显示装置其玻璃胶(Frit)封装方法的流程步骤。

图1A为本实施例的第一基板110的平面示意图。如图所示，该第一基板110的上表面配置有金属图案112及114，例如，该金属图案112及114可为将有机发光二极管(OLED)显示器的薄膜电晶体(Thin-Film Transistor，简称TFT)连接至外部电路的金属走线。图1B为图1A的第一基板110沿着直线A-A’而取出的剖面图。由于该金属图案112及114具有良好的反射性，在有机发光二极管(OLED)显示器进行玻璃胶(Frit)封装的制程中，当激光光束照射到位于该金属图案112及114上的玻璃胶密封胶时，激光光束会被该金属图案112及114反射回玻璃胶密封胶中，很可能造成此部分的玻璃胶密封胶受到过多的或不均匀的激光能量而导致缺陷的产生。该第一基板110可以是玻璃基板，或是有机发光二极管(OLED)显示器的发光基板(EL substrate)，则有机发光二极管(未图示)及薄膜电晶体(未图示)可形成于该第一基板110上。

接着，一玻璃胶130可沿着一预定密封曲线120而施加于该第二基板110上，如图2A所示。在玻璃胶(Frit)封装制程中，该预定密封曲线120通常为环绕有机发光二极管(OLED)显示器四周边缘的封闭回路，用以设定玻璃胶涂布以及激光光束照射的路线；在本实施例中，该预定密封曲线120为设定于该第二基板110周围接近边缘的虚拟路线，可依实际状况而设计。图2B为图2A的第二基板110沿着直线A-A’而取出的剖面图。该玻璃胶130为包含玻璃及金属粉末的胶状物，通常可先以大约500℃的温度烘烤至釉化，再以激光光束照射来烧结，可精准地控制玻璃胶的固化状况。

由于在玻璃胶(Frit)封装制程中，所使用的激光光束常为圆点状，当它沿着该预定密封曲线120而线性(直线或曲线)连续移动、并进行玻璃胶的照射烧结时，靠近该预定密封曲线120中心轴线的部分被激光光束照射的时间较长，而累积较多的激光能量(相较于远离该预定密封曲线120中心轴线的部分)，造成同一截面的玻璃胶密封胶受热不均匀。此外，如图2B所示，该玻璃胶130的左侧部份位于该金属图案112上，在激光光束照射时会有反射现象造成该玻璃胶130累积激光能量或受热不均匀。因此，本实施例将凭借光遮罩(photo mask)以及其透光图案来遮挡部分的激光光束，以达到使同一截面的玻璃胶受热均匀的补偿效果。如图3所示，一光遮罩140可沿着一与该预定密封曲线120相同的路径而形成于一第二基板150上。该第二基板150可以是玻璃基板，或是有机发光二极管(OLED)显示器的玻璃盖板(cover glass)。该光遮罩140为复数个直线线段143与连接该复数个直线线段143的复数个曲线线段145所组成的一封闭曲线，该光遮罩由复数个透光图案所组成，其透光面积及遮光量取决于该玻璃胶与该金属图案112或114的重叠程度、该玻璃胶的形状以及该透光图案与该中心轴线的距离，这将详述于后，而该曲线线段145位于该第二基板150的四个边角(corner)151。

接着，将该玻璃胶130涂于该光遮罩140上，并进行预烘烤，再将该第二基板150与该第一基板110进行对位，而该玻璃胶130夹于该第一基板110与该第二基板150之间，以为后续的玻璃胶烧结固化作预备。图4A为本实施例进行至此步骤的元件结构剖面图；此时，该光遮罩140的路径将对准该预定密封曲线120，也就是说该光遮罩140的透光图案设置于该玻璃胶130与该第二基板150间。

最后，一激光光束170自该第二基板150朝第一基板110方向照射该遮罩140并且沿着该预定密封曲线120而照射该玻璃胶130，如图5A所示。凭借该光遮罩140线性连续移动的该激光光束170，使该玻璃胶130具有均匀的热能量于其激光光束170所照射该玻璃胶170的截面上，并使该玻璃胶130无论是否有覆盖金属图案都能接受到合适的热能量，而达成良好的烧结及固化。在本实施例中，该激光光束170的直径大约等于该光遮罩140的线径宽度，而有别于现有技术采用比玻璃胶宽度大出约0.6～1.5mm的激光光束直径。此外，在本实施例中，该激光光束170采用的波长为808nm；但本发明并不对此加以限制，其也可为800nm至1064nm的波长范围。

在另一实施例中，该光遮罩140形成于一透明的第三基板160上，而非直接形成于该第二基板150上。在该第一基板110与该第二基板150面对面地夹着该玻璃胶密封胶130之后，再将该第三基板160尽可能地平行靠近该第二基板150，并使该光遮罩140的路径将对准该预定密封曲线120(但该光遮罩140不须接触到该第二基板150)，其结构剖面如图4B所示。此时，该激光光束170也经过该光遮罩140并且沿着该预定密封曲线120而照射该玻璃胶130，如图5B所示。

应用于有机发光二极管(OLED)显示器上，图6为根据本发明实施例的有机发光二极管元件600的封装结构图。该有机发光二极管元件600包含一第一基板110、一第二基板150及一玻璃胶130；其中该第一基板110上设置有一有机发光二极管180及一金属走线116，该第二基板150上设置有一光遮罩140，该玻璃胶130设置于该第一基板110及该第二基板150之间，该玻璃胶130在该第一基板110表面上所形成的密封曲线与该光遮罩140在该第二基板表面上所形成的遮光路径相同，且该遮光路径与该密封曲线上下对准。该光遮罩140包含多个遮光路段，各遮光路段具有一透光图案，其密度及遮光量取决于该遮光路段与该金属走线的重叠程度以及该透光图案与该遮光路段中心轴线的距离。该第一基板110、该玻璃胶130、该光遮罩140及该第二基板150请参考上述实施例的说明，在此不再赘述。

在上述各实施例中，该光遮罩140的各个遮光路段的透光图案设计对本发明技术的实施效果有重大的影响。以下以线条形状所形成的阵列图案来说明该透光图案的可能设计。该光遮罩140设有一具有一中心轴线121的中心区域、及二邻接该中心区域的侧边区域。第一例为该玻璃胶130未覆盖任何金属图案的情况。在此，为了补偿该激光光束170线性连续照射时，该预定密封曲线120在靠近中心轴线121的部分会比远离中心轴线121的部分累积较多的激光能量，因此，该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积，如图7A所示，而在该预定密封曲线120的外也可制作遮挡边界区141，使得该激光光束170的能量不至于外泄到该预定密封曲线120之外，而损伤发光元件的有机材料的发光特性。该遮挡边界区141也可在该预定密封曲线120的两侧增加该玻璃胶130熔融后的导热区，而将余热导至该第二基板150，避免余热传导至该第一基板110上可能的有机材料蒸镀区。类似地，该透光图案也可设计成方点状、圆点状或虚线形的阵列图案，其分别示意绘制于图7B、7C及7D，都有助于玻璃胶密封胶于同一截面上的均匀受热。

第二例为该玻璃胶130覆盖部分金属图案的情况，例如图2A的虚线区域B，其上半部覆盖该金属图案114，而其下半部未覆盖该金属图案114。在此，为了补偿该激光光束170照射时，经过该遮光路段位于该金属图案114(可能为金属走线)上的部分会将光反射回该玻璃胶130，造成该部份玻璃胶130的二次吸热，因此该光遮罩140在位于该金属图案114上的部分的透光图案的透光面积小于其余部分的透光图案透光面积。如图8A所示，该光遮罩140上半部的线条阵列透光面积小于其下半部的线条阵列透光面积。

第三例也为该玻璃胶130覆盖部分金属图案的情况，例如图2A的虚线区域C，其左半部覆盖该金属图案112，而其右半部未覆盖该金属图案112。在此，为了补偿该激光光束170照射时，经过该光遮罩14左半部的光会被该金属图案112反射回该玻璃胶130，造成该部份玻璃胶130的二次吸热，因此该光遮罩140左半部的线条阵列的透光图案其透光面积小于其右半部的线条阵列其透光图案的透光面积，如图8B所示。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，其包括：

一第二基板，该第二基板对应该非显示区域设有一光遮罩，该光遮罩设有一具有一中心轴线的中心区域及两个邻接该中心区域的侧边区域，且该光遮罩由复数个透光图案所组成；其中，该光遮罩在位于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积小于未设置于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积；以及

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该光遮罩环绕该显示区域，且该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该复数个透光图案的形状选自由线条状、圆点状及方点状组成的群体。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该复数个透光图案沿该中心轴线对称设计。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该复数个透光图案沿该中心轴线非对称设计。

6.一种显示装置的封装方法，其特征在于，其包括下列步骤：

提供一第二基板，该第二基板对应该非显示区域设有一光遮罩，该光遮罩设有一具有一中心轴线的中心区域及两个邻接该中心区域的侧边区域，且该光遮罩由复数个透光图案所组成；其中，该光遮罩在位于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积小于未设置于该金属图案上的该复数个透光图案的透光面积

在该光遮罩上涂布玻璃胶，并加热定型；

将该第二基板与该第一基板进行对位；以及

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该光遮罩环绕该显示区域，且该中心区域的该复数个透光图案的透光面积小于该复数个侧边区域的该复数个透光图案的透光面积。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该复数个透光图案形状选自由线条状、圆点状及方点状组成的群体。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该加热源是一激光光束，该激光光束的直径大约等于该光遮罩的宽度。