CN104466028A - 显示面板的封装方法及封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示面板的封装方法及封装结构。封装方法包括提供第一基板；涂布玻璃胶于第一基板上；以一预定温度对玻璃胶进行预烧结，之后再形成滤光层单元于第一基板上；提供第二基板，相对第一基板设置；再以激光烧结玻璃胶封合该第一基板与一第二基板。

Description

显示面板的封装方法及封装结构
技术领域
本发明是有关于一种显示面板的封装方法及封装结构，特别是指一种利用玻璃胶封合的显示面板封装方法及封装结构。
背景技术
一般的电子元件容易因接触水而短路损坏，显示面板也不例外。尤其是有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示器，由于OLED元件对水、氧气极为敏感，导致元件效率衰减及寿命降低，故需要使用阻水性及气密性佳的粘着胶材进行封合以在面板封装后仍保持良好的阻水率及气密性。
传统的封装方式是在基板边缘涂布UV胶或热固胶材，利用其可借由照射紫外光硬化或使用高温将胶材固化的特性封合上下两基板。然而，UV胶的阻水性质（水气穿透率WVTR,Water Vapor Transmission Rate）并不佳，而无法满足OLED显示器的阻水氧需求，因此一般于下发光显示OLED（Bottomemission OLED）要在显示面板内额外放置干燥剂用以吸收透过胶材渗入面板内水气，避免水气使显示面板产生故障。
因此，目前发展出利用玻璃胶(Frit)代替UV胶或热固胶材做为封装材料，玻璃胶是一种具有无机材料且阻水氧性质良好的胶材，然其在粘合上下基板前需要借由高温制程（以现有技术来说，一般需要高于400℃以上温度）进行预烧结（pre-sintering）以提升其致密性及与基板的粘附性，而基板上的其他有机层（如彩色滤光层）容易受高温破坏造成瑕疵。
发明内容
本发明是有关于一种显示面板的封装方法及封装结构，其利用玻璃胶封合上下基板，具有良好的阻水率及较佳的显示面板品质。
根据本发明的一方面，提出一种显示面板的封装方法。封装方法包括提供第一基板；涂布玻璃胶于第一基板上；在涂布玻璃胶后，以预定温度对玻璃胶进行预烧结；在预烧结玻璃胶后，再形成滤光层单元于第一基板上；提供第二基板，相对第一基板设置；以及令该玻璃胶借由激光方式封合第一基板与第二基板。
根据本发明的另一方面，提出一种显示面板的封装结构。封装结构包括第一基板、玻璃胶以及第二基板。第一基板上具有一滤光层单元，该滤光层单元是由有机的滤光材料所构成。第二基板与第一基板相对设置并具有显示元件，显示元件与滤光层单元相对。玻璃胶位于第一基板与第二基板之间，用以封合第一基板与第二基板，该滤光层单元及该显示元件位于该玻璃胶内侧。其中，滤光层单元是在玻璃胶于第一基板上预烧结后才形成于第一基板上，且玻璃胶具有一分布于侧缘的有机物。
根据本发明的又一方面，提出一种显示面板的封装结构。封装结构包括第一基板、第二基板以及玻璃胶。第一基板具有由有机材料构成的滤光层单元。第二基板具有显示元件，显示元件与滤光层相对设置。玻璃胶位于第一基板与第二基板之间，用以封合第一基板与第二基板。其中，玻璃胶具有一表层掺杂区，该表层掺杂区中分布有该滤光层单元的残留物。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1绘示依照本发明一实施例的封装结构的立体示意图。
图2绘示依照本发明一实施例的显示面板封装方法的流程图。
图3A至图3D绘示依照图2的显示面板封装方法的示意图。
图4绘示图1中A区域的俯视图。
图5绘示图1中A区域的剖面图。
图中元件标号说明：
10：封装结构
100：第一基板
110：滤光层
110’：滤光材料
200：玻璃胶
201：表层掺杂区
210：容置空间
220：顶面
300：第二基板
310：显示元件
S01-S06：步骤
具体实施方式
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的显示面板封装结构10的立体图。封装结构10包括第一基板100、玻璃胶200以及第二基板300。第一基板100为彩色滤光片基板。第二基板300为一阵列基板。玻璃胶200位于第一基板100与第二基板300之间。由于玻璃胶200具有良好的阻水氧性质，封装结构10具有高阻水率，可用在对水、氧气敏感的显示面板，例如有机发光二极管显示面板。
以下将以图2至图3D说明图1的封装结构10的封装方法，其中图2绘示依照本发明一实施例的显示面板封装方法的流程图，图3A至图3D则绘示图1的显示面板封装方法的示意图。
如图2的步骤S01与图3A所示，提供第一基板100。第一基板100例如是一般的玻璃基板，在后续的制程中将作为彩色滤光片基板(Color Filter,CF)的用。接着如图2的步骤S02，在第一基板100的上涂布玻璃胶200。玻璃胶200可利用网印及点胶方式涂布在第一基板100上，以在第一基板的内部形成容置空间210。
玻璃胶(Frit)200是一种具有良好阻水率的胶材，是作为无机粘合剂，用来在后续制程中封合第一基板100。玻璃胶的成份可包括金属氧化物类玻璃，例如PbO、Bi2O3、SiO2、B2O3、P2O5、ZnO及Al2O3中的一种或多种，本发明并不对其成分限制，先前技术中使用的玻璃胶皆可应用于本发明。
为使玻璃胶200的阻水性质更佳，需如图2的步骤S03所示，用特定的热源进行预烧结(pre-sintering)制程，使玻璃胶200的内部结构更为致密，并增加其与第一基板100的粘合性。预烧结制程可采用激光、红外线或烘箱(Oven)作为热源，较佳的方式是采用烘箱，因为激光光束加热区域可以非常集中而能避免基板上彩色滤光层的热破坏，但激光烧结方式的缺点在于：其瞬间加热的高能量及激光光束的高速移动速率可能会使玻璃胶内部产生气泡及产生裂痕，且易发生激光光束重复行经区域的玻璃胶的致密性产生差异及玻璃胶材出现缺口，故在本实施例中亦是以烘箱为实施方式，其具有较均匀、稳定及阶段性的加热效果。如图3A所示，第一基板100上仅有玻璃胶200，由于第一基板100具高耐热性，因此可将整个第一基板100及其上的玻璃胶200一同置入烘箱中进行预烧结，而不用担心如先前技术中的制程所产生的彩色滤光层损坏瑕疵。预烧结的温度和时间依选用的玻璃胶不同会有变化，但以目前的玻璃胶材料来说，一般都需要超过400℃的制程温度，而众所皆知的是有机材料(如CF)是容易受热损坏的，故本发明强调的即在于，以创新的制程步骤来使得CF材料与玻璃胶均能在后续使用上达到良好的品质。
接着，如图2的步骤S04及图3B所示，在预烧结处理后的第一基板100上沉积滤光材料110’而整层覆盖第一基板100以及玻璃胶200。然后如图3C所示，以曝光及显影制程去除多余部分的滤光材料110’，在容置空间210内形成滤光层单元110。更详细地说，是先借由曝光定义图形化区域，再以显影液去除多余部分的滤光材料110’而形成滤光层单元110。
滤光材料110’例如是彩色光阻等有机材料，而多余部分是指像素发光区域以外的滤光材料，特别是玻璃胶200顶面220处的滤光材料110’需仔细去除，以避免降低玻璃胶200的粘合性。图式中为简化说明，是以单一滤光层110为例。然在实际应用上，可分别洒布红色、绿色及蓝色(RGB)的三色滤光材料，并去除多余部分，形成包括三色滤光层(红色滤光层、绿色滤光层以及蓝色滤光层)的滤光层单元110，以使第一基板110作为彩色滤光片基板的用。滤光层单元110形成之后，便完成如图3C所示的彩色滤光片基板。
补充说明的是，本发明显示面板的封装结构实际上也有可能还具有一黑色矩阵层，即，一般所称的BM(图未示)；当使用树脂材料构成黑色矩阵层时，黑色矩阵层是与滤光层单元110一起制作，若使用如铬等金属或合金构成时，则黑色矩阵层可在第一基板100形成玻璃胶200前先行制作于第一基板100上，因为金属或合金不会受预烧结的温度影响。
再来，如图2的步骤S05及图3D所示，提供一第二基板300与第一基板100对接。第二基板300例如是阵列基板，具有显示元件310，对接时是将显示元件310置入容置空间210中，使第二基板300接触玻璃胶200，并使显示元件310与滤光层单元110的位置相对应。一实施例中，显示元件310是有机发光层。
最后，如图2的步骤S06所示，以高功率激光照射玻璃胶200使其成熔融状，一般来说激光温度会高于预烧结温度，目前的激光制程需约600℃以上温度以烧结封合第一基板100与第三基板300，便完成图3D所示的封装结构10。特别注意的是，所使用的激光的功率与照射时间会依选用的玻璃胶不同而改变，本发明并不加以限制。
此外，本发明还提供一种封装结构10，是依上述实施例的封装方法制成。请参照图4及图5，图4绘示图1的封装结构10内区域A的玻璃胶200的放大图；图5绘示图1的区域A的剖面图。玻璃胶200在未接触第一基板100及未接触第二基板300处的侧缘，也就是邻近容置区域210的边缘以及外侧边缘具有表层掺杂区201，表层掺杂区201内除了玻璃胶之外，还有滤光材料110’所残留的有机物。这些滤光材料110’是来自形成滤光层单元110步骤(图2的S04、图3B)时渗透入玻璃胶的滤光材料，并因后续玻璃胶的激光烧结而碳化形成。在一实施例中，由于渗入的滤光材料110′较多，因此经激光接合步骤(图2的S06)后此残留的滤光材料110’会在光学显微镜下呈现焦黑状而能明显辨识；或在另一实施例中，残留的有机物较少时仍可由成份分析得知。一实施例中，此残留的滤光材料110’的厚度介于0.01～3微米(μm)，既不会影响玻璃胶200的粘性、也不会降低玻璃胶200的阻水气效果。
本发明上述实施例的显示面板封装方法及封装结构，是以玻璃胶接合彩色滤光片基板与阵列基板，且由于玻璃胶是在滤光层形成之前便进行预烧结，预烧结制程不会破坏滤光层，可用烘箱均匀稳定地进行，提升玻璃胶的致密性，而不会像以往激光预烧结时加热速度过快产生气泡、裂痕及玻璃胶出现缺口等问题，因此可令接合完成的显示面板封装结构的阻水性佳、封装品质好。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (17)

1.一种显示面板的封装方法，包括下列步骤：
提供一第一基板；
涂布一玻璃胶于该第一基板上；
在涂布该玻璃胶后，以一预定温度对该玻璃胶进行预烧结；
在预烧结该玻璃胶后，再形成一滤光层单元于该第一基板上；
提供一第二基板，相对该第一基板设置；以及
令该玻璃胶借由激光方式封合该第一基板与该第二基板。
2.如权利要求1所述的显示面板的封装方法，其特征在于，形成该滤光层单元的步骤中，是先沉积至少一有机滤光材料覆盖该第一基板与该玻璃胶，再以一显影制程去除覆盖该玻璃胶的该滤光材料。
3.如权利要求1所述的显示面板的封装方法，其特征在于，在对该玻璃胶进行预烧结的步骤中，是将涂布该玻璃胶的该第一基板置于一烘箱中进行该玻璃胶的预烧结。
4.如权利要求3所述的显示面板的封装方法，其特征在于，该玻璃胶的预烧结温度范围为300～550℃。
5.如权利要求1所述的显示面板的封装方法，其特征在于，在令该玻璃胶借由激光封合该第一基板与该第二基板的步骤中，是以激光烧结该玻璃胶与该第一基板、该第二基板的连接处，以使该第一基板与该第二基板借由该玻璃胶彼此封合。
6.如权利要求1所述的显示面板的封装方法，其特征在于，该滤光层单元包括一红色滤光层、一绿色滤光层以及一蓝色滤光层。
7.如权利要求6所述的显示面板的封装方法，其特征在于，该第二基板为一阵列基板且包括一显示元件，该显示元件是与该滤光层单元相对设置。
8.如权利要求7所述的显示面板的封装方法，其特征在于，该第二基板的显示元件是一有机发光层。
9.一种显示面板的封装结构，包括：
一第一基板，其上具有一滤光层单元，该滤光层单元是由至少一有机的滤光材料所构成；
一第二基板，与该第一基板相对设置并具有一显示元件，该显示元件与该滤光层单元相对；以及
一玻璃胶，位于该第一基板与该第二基板之间，用以封合该第一基板与该第二基板，该滤光层单元及该显示元件位于该玻璃胶内侧；
其中，该滤光层单元是在该玻璃胶于该第一基板上预烧结后才形成于该第一基板上，且该玻璃胶具有一分布于侧缘的有机物。
10.如权利要求9所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该玻璃胶是先以300～550℃的温度进行预烧结而形成于该第一基板上。
11.如权利要求9所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该玻璃胶的有机物的分布层厚度为0.01～3微米。
12.如权利要求9所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该玻璃胶的有机物是该滤光层单元的残留物。
13.如权利要求9所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该第二基板的显示元件是一有机发光层。
14.如权利要求9所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该滤光层单元包括一红色滤光层、一绿色滤光层以及一蓝色滤光层。
15.一种显示面板的封装结构，包括：
一第一基板，具有由有机材料构成的一滤光层单元；
一第二基板，具有一显示元件，该显示元件与该滤光层单元相对设置；以及
一玻璃胶，位于该第一基板与该第二基板之间，用以封合该第一基板与该第二基板；
其中，该玻璃胶具有一表层掺杂区，该表层掺杂区含有该滤光层单元的有机材料。
16.如权利要求15所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该玻璃胶的表层掺杂区厚度介于0.01～3微米。
17.如权利要求15所述的显示面板的封装结构，其特征在于，该玻璃胶的表层掺杂区位于该玻璃胶未与该第一基板、第二基板接触的侧缘。
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