CN1527643A - 显示器 - Google Patents

Abstract

一显示器包括：一基板；一显示元件，设于该基板表面；以及一护层结构，覆盖于该显示元件以及该基板表面。其中该护层结构由一有机/无机薄膜所构成，该护层结构中靠近该显示元件的一侧具有一较高的有机/无机比例，且该护层结构中各部位的有机/无机比例由内向外递减。

Description

显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器的护层结构，特别涉及一种由一有机/无机薄膜构成的护层结构。

背景技术

近年来在有机材料的成功开发之下，有机发光显示器(organiclight-emitting display，OLED)以简单的架构和极佳的工作温度、对比、视角等优势，逐渐在显示器市场中受到瞩目。而由于有机发光显示器是利用由有机材料所构成的发光元件来产生光源，所以对湿气会有极高的敏感度，一旦有水气接触到有机发光元件，将会造成阴极处氧化与有机化合物界面剥离的现象，使元件产生暗点(dark spot)，这除了会明显降低显示器品质外，更会造成显示器辉度的降低，缩减显示器的寿命。因此随着有机发光显示器的逐渐发展，在进行电路元件的封装时，所用的封装材料除了需要有较佳的抗磨耗性与高热传导性，更需要具有一较低的湿气穿透率，以有效隔绝有机材料与外界环境间的接触，进而增加电路元件的寿命。

举例而言，在公知显示器封装制造工艺中，多半是利用由高分子胶材所构成的粘结剂来将金属或玻璃封装盖粘合于基板表面，并在其间的中空部位填入干燥剂及封入干燥的氮气，以完成显示器的封装。然而，此种封装结构仅能适用于包括金属或玻璃基板的显示装置，不能应用于可挠式(flexsible)基板的封装。此外，金属封装盖具有重量重、易被氧化等缺点，在元件制作上更具有金属与玻璃材质间粘结性差以及与元件粘合处平坦度要求性高等缺点。而玻璃封盖也相当厚重、不但易碎亦不易加工，在元件封装时更容易因为应力不均而造成剥离的现象，且由高分子胶材构成的粘着剂对水气的防护能力则普遍不佳，因此尽管在经过封装后，外界环境中的湿气仍然会逐渐渗入，对显示元件侵蚀破坏，而影响显示效果，并造成显示器寿命降低。

为了克服金属或玻璃封装盖的缺点，目前的封装方式已逐渐朝向全薄膜化的封装保护制造工艺。请参考图1，图1为美国专利第5,811,177号中所揭露的一封装保护结构16的剖面示意图。如图1所示，有机发光显示器10包括一基底12、一显示元件14设于基底12表面以及一封装保护结构16设于显示元件14与基底12上方。其中，显示元件14是由多个画素所构成，并包括一驱动电路(未显示)设于基底12表面，以驱动各画素进行显示，而封装保护结构16是为一多层构造，其包括一金属层18、一缓冲层(bufferlayer)20、一热系数对应层(thermal coefficient matching layer)22、一低穿透性层(low permeability layer)24以及一密封层26，依序堆叠于显示元件14上，以达到保护显示元件14的效果。

除此之外，我国专利第379513号“防湿薄膜及电发光元件”中也揭露了一种多层封装保护结构，其是利用由玻璃或金属基板构成的防湿薄膜配合吸湿性树脂、粘胶层以及透明树脂层进行多层堆叠，覆盖于一电致发光元件上，以防止该发光元件受到湿气或氧气的侵蚀。美国专利第6,268,695号中也揭露出一种利用无机陶瓷层以及高分子化合物交互堆叠所构成的封装保护结构。

承上所述，由于大部分的无机材料虽具有较佳的水气防护能力，但不论是在应力或是热膨胀系数上，均与以有机材料为主的有机发光显示元件有相当程度的差异，且附着性亦不甚良好，很容易就会发生剥落的现象，因此虽然公知封装保护结构具有不同的封装架构或封装材料，但大体而言均是利用一高分子材料作为一缓冲层，再配合无机材料，以多层堆叠的方式于显示元件上形成一多层的封装保护结构，以避免显示元件中的电极材料或有机发光材料受到外界环境中湿气的侵蚀。一般而言，一些对于水气较敏感的显示装置，例如有机发光显示器，通常都会要求水穿透率在0.05g/m²天以下，因此公知封装保护结构至少都包含一个三至五层以上的多层堆叠结构，才能达到有效阻绝水气进入的效果，这种多层堆叠结构虽可提供一个较佳的水气防护效果，然而在制造工艺上却会相当繁复，不但需要花费较高的制造成本也需要更多的制造工艺时间。

此外，由于上方的封装保护结构16多为不透明，因此当有机发光显示器在进行显示时，需要利用下方的透明基板，以下板发光的方式进行显示，然而随着显示器尺寸的增加以及解析度的提升，显示器也逐渐由以往的被动式驱动改为主动式驱动，在主动式有机发光显示器中，每一个画素中均需要独立的画素驱动电路，所以会使用到较多的电路元件，并占用较大的面积，这将造成画素的开口率大幅下降。因此当有机发光显示器产生的光线欲透过下方的透明基板进行显示时，将会受到画素驱动电路的阻挡，而影响发光亮度，降低显示品质。因此，要如何改善有机发光显示器的封装方式以及显示方法实为当前的重要课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种显示器的护层结构，以解决上述问题。

本发明的优选实施例揭露了一种显示器结构，该显示器包括一基板、一显示元件设于该基板表面以及一护层结构覆盖于该显示元件以及该基板表面，其中该护层结构是由一有机/无机薄膜所构成，该护层结构中靠近该显示元件的一侧具有一较高的有机/无机比例，且该护层结构中各部位的有机/无机比例是由内向外递减。

本发明的护层结构是由一单一的有机/无机薄膜所构成，因此可大幅简化公知多层封装结构的制造工艺，且可通过有机/无机比例的调整，使该护层结构同时具有有机材料与无机材料的特性，一方面能良好的附着于该显示元件，另一方面具有良好的水气防护能力，以防止水气、氧气或其他气体对下方的显示元件造成破坏。

附图说明

图1为公知封装保护结构的剖面示意图。

图2为根据本发明优选实施例的显示器剖面示意图。

图3为图2中显示器的局部放大图。

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明较佳实施例中一有机发光显示器110的剖面示意图。如图2所示，有机发光显示器110包括一基板112、一显示元件114设于基底112的表面以及一护层结构116覆盖于显示元件114及基板112上，以避免显示元件114暴露于外界环境中。

请参考图3，图3为显示器110的局部放大示意图。如图3所示，显示元件114是由多个画素构成，而每一画素均为一多层堆叠构造，其包括一导电层130、一发光层132、一金属层134、一绝缘层136以及一导电层138，由下而上依序堆叠于基板112上。在本发明的优选实施例中，显示器110是为一有机发光显示器，发光层132主要由有机材料所构成，例如可为一由共轭高分子(conjugated polymer)所构成的有机发光层，基板112为一玻璃基板、一塑胶基板或一金属基板，导电层130及138通常由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)所构成，金属层134通常为Al-Mg合金、Al-Li合金或是Al-LiF等材质所构成，绝缘层136通常由氮硅化合物层、硅氧化合物层或是高分子材料所构成。此外，显示元件114另包括一主动式驱动电路(active driving circuit)，其具有多个矩阵式排列的薄膜电晶体(thinfilm transistor)，并以主动驱动的方式去驱动显示元件114内的各画素进行影像显示。

护层结构116是由一有机/无机薄膜(organic/inorganic film)所构成，并通过制造工艺中不断改变有机化合物来源以及无机化合物来源间的比例，使得所形成的有机/无机薄膜会在靠近显示元件114的一侧具有一较高的有机/无机比例(organic/inorganic ratio)，且护层结构116中各部位的有机/无机比例是由内向外递减。

举例而言，在本发明的较佳实施例中，是以三甲基氯硅甲烷(trimethylchlorosilane，TMCS)或六甲基二硅胺(hexamethyl disilazane，HMDS)为气体来源，并配合一氧电浆来进行一电浆增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition)制造工艺，以形成一由SiO_xC_yH_z化合物构成的有机/无机薄膜覆盖于显示元件114以基板112上，在制造工艺中可利用不同的方法来控制所形成的SiO_xC_yH_z化合物中x、y与z的比例，使得一开始形成的SiO_xC_yH_z化合物中具有较高的有机/无机比例(y与z较高)，而后续形成的SiO_xC_yH_z化合物的有机/无机比例逐渐递减(y与z逐渐降低)，因此可使得护层结构116在靠近显示元件114的一侧具有近似有机材料的性质，能提供一良好的附着力以及与显示元件114匹配的热膨胀系数及应力，而在护层结构116的外侧部分则具有较高的无机比例，而拥有近似于无机材料的高水气防护能力。此外，本发明的护层结构116除了可通过上述PECVD制造工艺来制作外，尚可通过其他制造工艺来制作，例如一溅镀制造工艺，而构成该有机/无机薄膜的材质除了上述的SiO_xC_yH_z化合物外，亦可另包括SiN_xC_yH_z化合物或是SiO_wN_xC_yH_z化合物等有机/无机化合物。

值得注意的是，本发明中所揭露的有机/无机薄膜除了可兼具有有机材料与无机材料的特性外，更可通过适当的材质选取及制造工艺参数控制，来产生光穿透率约为40至90％的高透光性有机/无机薄膜，因此，有机发光显示器110除了可采用玻璃基板，以下板发光的方式进行显示，更可利用该高透光性的有机/无机薄膜，让显示元件114产生的光线向上穿过该高透光性的有机/无机薄膜，以上板发光的方式的进行显示，因此将不会受到基底112表面电路元件的影响，而能克服公知主动式驱动显示器中因电路密度过高而影响显示效果的问题。

此外，虽然在上述说明的实施例中，是将此一护层结构应用于一有机发光显示器的封装，然而本发明并不局限于此，对本领域技术人员而言，应可轻易根据上述图式与说明，将本发明所揭露的护层结构应用于各种对水气具有高敏感性的电路元件，以提供一较佳的封装保护效果并延长电路元件的寿命。

相较于公知有机发光显示器的制作方法，由于本发明中的护层结构是由一有机/无机薄膜所构成，并通过制作过程中有机/无机比例的改变，使得此一护层结构能同时兼具有有机材料与无机材料的特性，亦即一方面具有与有机发光显示元件匹配的应力与热膨胀系数，另一方面又同时具有无机材料的高水气防护能力，因此能提供一更佳的封装保护效果，达到改善显示品质以及延长元件寿命的效果。在配合适当的有机/无机薄膜材质的状况下，更可形成具有高度透光性的护层结构，以上板发光的显示方式来克服公知主动式驱动显示器中因电路密度过高而影响显示效果的问题。此外，相较于公知技术中所使用的多层堆叠结构，本发明的护层结构是为一单层结构，且是由单一制造工艺所形成，因此一方面不会有多层结构中不同材质间介面处易剥落的问题发生，另一方面亦由于结构简单，不但可大幅简化制造工艺，降低制作成本，更能缩短制造时间，有效提升产能。

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作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (13)

1.一显示器，包括：

一基板；

一显示元件，设于该基板表面；以及

一护层结构，由一有机/无机薄膜构成，覆盖于该显示元件以及该基板表面；

其中该护层结构中靠近该显示元件的一侧具有一较高的有机/无机比例，且该护层结构中各部位的有机/无机比例是由内向外递减。

2.如权利要求1所述的显示器，其中该显示器为一有机发光显示器。

3.如权利要求1所述的显示器，其中该显示元件为一有机发光显示件，并包括一由有机材料所构成的有机发光层。

4.如权利要求1所述的显示器，其中该护层结构中靠近该显示元件的一侧具有一较高的有机/无机比例，以增加该护层结构与该显示元件间的附着力。

5.如权利要求1所述的显示器，其中该护层结构中远离该显示元件的一侧具有一较低的有机/无机比例，以提供一较好的水气防护能力。

6.如权利要求1所述的显示器，其中构成该有机/无机薄膜的材料包括一SiO_xC_yH_z化合物、一SiN_xC_yH_z化合物或是一SiO_wN_xC_yH_z化合物。

7.如权利要求1所述的显示器，其中该护层结构的厚度为500至5000埃。

8.如权利要求1所述的显示器，其中该基板为一玻璃基板。

9.如权利要求1所述的显示器，其中显示元件包括一驱动电路，设于该基板表面。

10.如权利要求9所述的显示器，其中该驱动电路为一主动式驱动电路，并包括多个矩阵式排列的薄膜电晶体，以驱动该显示元件进行影像显示。

11.如权利要求1所述的显示器，其中该护层结构的光穿透率为40至90％。

12.如权利要求11所述的显示器，其中该显示元件产生的光线是向上穿过该护层结构，以上板发光的方式进行显示。

13.如权利要求12所述的显示器，其中该显示面板可同时利用上板发光以及下板发光的方式进行显示。

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