TW201347167A - 有機發光二極體顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種有機發光二極體顯示裝置，包括：一第一基板、一第二基板、一第一微結構層、一第二微結構層以及一有機發光二極體。第二基板面對第一基板。有機發光二極體設置於第二基板上。第一微結構層位於第一、二基板之間且包括複數個第一突起相對於該第一基板之外圍區。第二微結構層包括複數個第二突起，其中第二突起與第一突起交錯排列。
Description
本發明是有關於一種有機發光二極體顯示裝置，且特別是有關於一種水氧穿透速率(Water/Oxygen Vapor Transmission Rate,WVTR/OTR)較低的有機發光二極體顯示裝置。
有機發光二極體是一種可將電能轉換成光能的半導體元件，其具有高轉換效率、自發光、結構超薄、高亮度、高發光效率、高對比、響應時間(response time)短(可到達數微秒之內)、超廣視角、低功率消耗、可操作溫度範圍大，以及面板可撓曲(flexible)等優點。因此經常被應用於許多的電子產品上。
然而，水氣以及氧氣會使有機發光二極體的元件可靠度降低，因此在製造有機發光二極體顯示裝置時，必須對有機發光二極體顯示裝置進行進一步的封裝以隔絕氧氣與水氣。請參照第1圖，第1圖顯示習知技術中有機發光二極體顯示裝置的封裝方法。為了防止外部的環境物質P進入位於第一基板110與第二基板120之間的區域而影響有機發光二極體140的作動，一玻璃膠130(glass frit sealing)通常連結於其間。在此類型的有機發光二極體顯示裝置生產過程中，首先需要進入高溫環境(450℃-500℃)進行烘烤，再藉由雷射設備硬化玻璃膠130。然而，因雷射設
備成本昂貴，無法同時利用多個雷射設備進行加工，生產量無法提高。
有鑑於此，本發明之一目的在於提供一種可有效避免氧氣與水氣進入之有機發光二極體顯示裝置。另外，本發明之另一目的在於提供一種以較低生產成本製造的有機發光二極體顯示裝置。
為達上述目的，本發明提供一種有機發光二極體顯示裝置，包括：一第一基板、一第二基板、一第一微結構層、一第二微結構層以及一有機發光二極體。第二基板面對第一基板。有機發光二極體設置於第二基板上。第一微結構層位於第一、二基板之間且包括複數個第一突起相對於該第一基板之外圍區。第二微結構層包括複數個第二突起，其中第二突起與第一突起交錯排列。
在上述較佳實施例中，外部的環境物質係經由形成於第一突起與第二突起之間的縫隙進入第一突起所環繞的區域。
在上述較佳實施例中，第一、二突起分別朝遠離第一、二基板之方向突出且逐漸變細，亦即第一、二突起越接近第一、二基板的截面面積會大於遠離第一、二基板方向的截面面積。且外部的環境物質係依序沿著第一突起與第二突起的外壁面進入第一突起所環繞的區域。一銳角夾設於第一突起之側面與其底面之間，且銳角小於70度。另一方
面，一銳角夾設於第二突起之側面與其底面之間，且銳角小於70度。
在上述較佳實施例中，第一突起與第二突起之最大寬度介於5μm至25μm之間。相鄰第一突起之間的間距介於10μm至30μm之間。相鄰第二突起之間的間距介於10μm至30μm之間。
在上述較佳實施例中，有機發光二極體顯示裝置更包括一保護層形成於第二微結構層與有機發光二極體之上。
在上述較佳實施例中，有機發光二極體顯示裝置更包括一封裝膠連結於第一基板與第二基板之間，其中第一基板之外圍區位於封裝膠的內側。具體而言，第一基板之外圍區包括自封裝膠連結第一基板的位置向內延伸一既定距離的範圍，其中該既定距離介於0.5cm至1cm之間。
在上述較佳實施例中，有機發光二極體顯示裝置更包括複數個有機發光二極體以及一彩色濾光片，且第二微結構層更包括複數個像素定義區受第二突起所環繞，其中有機發光二極體設置於像素定義區中，彩色濾光片相對像素定義區設置於第一基板。
茲配合圖式說明較佳實施例。
請參閱第2圖，第2圖顯示本發明之較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置1之元件分解圖。本發明之較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置1包括一第一基板10、一
封裝膠15、一彩色濾光片20、一第一微結構層30、一第二基板40、一第二微結構層50、複數個有機發光二極體60以及一保護層70。
第一基板10為一透明玻璃板，具有一顯示區AA以及一圍繞顯示區AA的外圍區EA。封裝膠15相鄰第一基板10之側邊11連結於第一基板10與第二基板20之間，其中第一基板10之外圍區EA位於封裝膠15的內側。具體而言，第一基板10之外圍區EA包括自封裝膠15連結第一基板10的位置向內延伸一既定距離的範圍。在一具體實施例中，該既定距離介於0.5cm至1cm之間。封裝膠15可由環氧化合物(Epoxy)或矽酮基底(silicon base)等具有低水氧穿透性的材料所組成。較佳的，封裝膠15的水氧穿透速率(Water/Oxygen Vapor Transmission Rate,WVTR/OTR)係小於20公克/平方公尺-天。
彩色濾光片20設置於第一基板10的內側面的顯示區AA上。第一微結構層30覆蓋於彩色濾光片20上，包括一覆蓋層31(overcoat layer)以及複數個第一突起33，其中第一突起33相對於第一基板10之外圍區EA形成於覆蓋層31之表面。詳而言之，第一突起33朝遠離第一基板10的方向自覆蓋層31突出一高度H1，且由於第一突起33具有逐漸變細型態，故一銳角α1夾設於第一突起33之側面與其底面之間。在一具體實施例中，高度H1介於1.5μm至7μm之間，且銳角α1小於70度。關於第一突起33之寬度以及排列方式將於第5A圖之說明當中詳述。
本實施例中，彩色濾光片20用於轉換有機發光二極體60所產生之光線的顏色。然而，於另一實施例中，當有機發光二極體產生三原色或其他顏色光時，第一基板可僅為素玻璃(圖未示)，而無需加上彩色濾光片。
第二基板40為一面對第一基板10的透明玻璃板。第二微結構層50形成於第二基板40內表面，其中第二微結構層50包括複數個第二突起53以及複數個像素定義區55(為簡化圖式，第2圖僅顯示一個像素定義區55)。
第二突起53相對於相鄰二個第一突起33之間的間隔形成於第二微結構層50的像素定義層51，其中第二突起53與第一突起33交錯排列。整體觀之，第一突起33與第二突起53皆設置於外圍區EA。第二突起53朝遠離第二基板40的方向突出一高度H2，且具有逐漸變細型態，因此一銳角α2形成於第二突起53之側面與其底面之間。在一具體實施例中，高度H2介於1.5μm至7μm之間，且銳角α2小於70度。於此實施例中，高度H1等於高度H2，但於其他實施例中，高度H1可大於或小於高度H2，只要H1和H2可互相搭配即可。
像素定義區55相對於顯示區AA形成於第二微結構層50當中，每一有機發光二極體60設置於一像素定義區55當中。整體觀之，彩色濾光片20相對像素定義區55以及有機發光二極體60設置於第一基板10。有機發光二極體60包括一第一電極61、一發光層63以及一第二電極65，藉由第一電極61以及第二電極65之間的電位差，發光層
63內的物質產生反應而發出白光，但並不限制於此。於其他實施例中，有機發光二極體層20可產生紅色、藍色和綠色之原色光或可產生其他顏色之有機發光二極體層。保護層70舖設於第二微結構層50以及有機發光二極體60之上，保護層70可由SiNx、SiO2或Al2O3、ZrO2、ZnO、HfO2等多種膜層組合。
本發明較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置1之製造方式說明如下：
請參照第3A、3B圖。首先如第3A圖所示，提供一第一基板10，形成一彩色濾光片20於其上，並形成一覆蓋層31於彩色濾光片20上。接著，如第3B圖所示，利用半色調黃光製程(Half tone photolithography process)或其他製程以蝕刻方式或是疊加方式形成第一微結構層30，第一微結構層30具有複數個第一突起33於覆蓋層31上，其中第一突起33與有機發光二極體層20上之覆蓋層31的上表面位於不同水平面。
請參照第4A、4B、4C圖。另一方面，如第4A圖所示，提供一第二基板40，形成一第一電極61於其上，並形成一像素定義層51於第一電極61上。接著，如第4B圖所示，利用半色調黃光製程(Half tone photolithography process)，形成複數個第二突起53以及複數個受第二突起53所環繞的像素定義區55，其中第二突起53與像素定義層51的上表面位於不同水平面，但亦可視設計需求令第二突起53與像素定義層51的上表面位於相同水平面，只要
第一突起33之高度與位置可與第二突起53相互配合即可。並且，如第4C圖所示，形成有機發光二極體60於像素定義區55中，並利用低溫CVD或ALD沈積多層保護層70，以覆蓋有機發光二極體60以及第二突起53。
請參照第5A、5B圖，第5A、5B圖分別顯示自有機發光二極體顯示裝置1內部朝第一基板10、第二基板40方向觀看之俯視圖。在第一基板10上完成上述第3A、3B圖所顯示之步驟後，如第5A圖所示，複數個第一突起33排列於彩色濾光片20之外圍區域，且相鄰二個第一突起33的底部之間具有一間距P1，其中第一突起33底部的最大寬度W1係介於5μm至25μm之間。相似的，在第二基板10上完成上述第4A、4B、4C圖所顯示之步驟後，如第5B圖所示，複數個第二突起53排列於有機發光二極體60之外圍區域，且相鄰二個第二突起53的底部之間具有一間距P2，其中第二突起53底部的最大寬度W2係介於5μm至25μm之間。
第一突起33與第二突起53的相對關係進一步說明如下。請同時參照第5A、5B圖，在此實施例中，第一突起33以及第二突起53分別在垂直方向(X方向)上排列成複數列，且第一突起33與第二突起53在水平方向(Y方向)上交錯排列，但並不限制於此。請參照第6圖，第6圖顯示另一實施例之有機發光二極體顯示裝置面向第二基板觀看之俯視圖。為方便說明，在第6圖中第一突起33以虛線顯示。在第6圖所示之實施例中，第一突起33以及第
二突起53分別在垂直方向(X方向)上排列成複數列，且第一突起33與第二突起53在一既定方向I上交錯排列，其中既定方向I位於垂直方向(X方向)與水平方向(Y方向)之間。在此實施例中，既定方向I與水平方向(Y方向)之間的夾角為45度，但並不限制於此。既定方向I與水平方向(Y方向)之間的夾角可依需求調整。
值得注意的是，在此實施例中，第一突起33以及第二突起53之截面雖然皆為圓形，但並不限制於此。在一些未圖式的實施例當中，第一突起以及第二突起的截面可為梯形、稜形、多邊形、十字形或上述形狀之組合。另一方面，為避免第一突起與第二突起產生干涉，第一突起的最大寬度W1係小於相鄰二個第二突起之間的間距P2，且第二突起W2的最大寬度係小於相鄰二個第一突起之間的間距P1。
請參照第7圖，在結合第一基板10與第二基板40之前，封裝膠15利用噴嘴5相鄰於第二基板40之側邊41塗佈於第二基板40上，並且利用噴嘴3以ODF(one drop filling)製程滴入填充材90於封裝膠15所圍繞的區域當中。接著，如第8圖所示般，利用精密定位的方式(例如：CCD fine alignment)結合第一基板10以及第二基板40，使第一突起33位於相鄰二個第二突起53之間的間隔當中，並利用設備7所產生之紫外光UV，以固化填充材90。
於其他實施例中，填充材90亦可採用其他類型材料，而無需UV固化。如此一來，來自外部的環境物質P必須依序穿過封裝膠15以及第一突起33與第二突起53之間所形成
的縫隙後才有機會進入有機發光二極體顯示裝置1內部，其中第一突起33與第二突起53之間所形成的縫隙並非直接指向有機發光二極體60，且此縫隙又受填充材90所填補，藉此延長水氣進入路徑以有效阻絕外部水氣或氧氣進入。
整體觀之，自有機發光二極體顯示裝置1最外側朝顯示區AA的方向上，有機發光二極體顯示裝置1包括複數個第一突起33以及複數個第二突起53，其中第一突起33或第二突起53之一係相鄰有機發光二極體顯示裝置1的最外側，且第一突起33或第二突起53之一係相鄰顯示區AA。
本發明之有機發光二極體顯示裝置藉由特殊的微結構設計以阻擋外部的環境物質進入內部，進而達到高阻水性、高阻氧氣性的封裝要求。並且，在無需投資高成本的雷射封裝設備的情況下，成功降低有機發光二極體顯示裝置的水氧穿透速率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保
護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
3、5‧‧‧噴嘴
7‧‧‧設備
10‧‧‧第一基板
11‧‧‧側邊
15‧‧‧封裝膠
20‧‧‧彩色濾光片
30‧‧‧第一微結構層
31‧‧‧覆蓋層
33‧‧‧第一突起
40‧‧‧第二基板
41‧‧‧側邊
50‧‧‧第二微結構層
51‧‧‧像素定義層
53‧‧‧第二突起
55‧‧‧像素定義區
60‧‧‧有機發光二極體
61‧‧‧第一電極
63‧‧‧發光層
65‧‧‧第二電極
70‧‧‧保護層
90‧‧‧填充材
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧玻璃膠
140‧‧‧有機發光二極體
AA‧‧‧顯示區
EA‧‧‧外圍區
α1、α2‧‧‧銳角
H1、H2‧‧‧高度
I‧‧‧既定方向
P‧‧‧環境物質
P1、P2‧‧‧間距
W1、W2‧‧‧寬度
UV‧‧‧紫外光
第1圖顯示習知技術之有機發光二極體顯示裝置之剖面圖；第2圖顯示本發明之較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置之剖面圖；第3A、3B圖顯示本發明之較佳實施例之第一基板、彩色濾光片、第一微結構層之製造流程圖；第4A、4B、4C圖顯示本發明之較佳實施例之第二基板、第二微結構層、有機發光二極體以及保護層之製造流程圖；第5A圖顯示自第2圖之有機發光二極體顯示裝置內部朝第一基板方向觀看之俯視圖；第5B圖顯示自第2圖之有機發光二極體顯示裝置內部朝第二基板方向觀看之俯視圖；第6圖顯示另一實施例之有機發光二極體顯示裝置內部朝第二基板方向觀看之俯視圖；第7圖顯示本發明之較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置之封裝過程示意圖；以及第8圖顯示本發明之較佳實施例之有機發光二極體顯示裝置之示意圖。
1‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
10‧‧‧第一基板
11‧‧‧側邊
15‧‧‧封裝膠
20‧‧‧彩色濾光片
30‧‧‧第一微結構層
31‧‧‧覆蓋層
33‧‧‧第一突起
40‧‧‧第二基板
41‧‧‧側邊
50‧‧‧第二微結構層
51‧‧‧像素定義層
53‧‧‧第二突起
55‧‧‧像素定義區
60‧‧‧有機發光二極體
61‧‧‧第一電極
63‧‧‧發光層
65‧‧‧第二電極
70‧‧‧保護層
AA‧‧‧顯示區
EA‧‧‧外圍區
α1、α2‧‧‧銳角
H1、H2‧‧‧高度
Claims (12)
- 一種有機發光二極體顯示裝置，包括：一第一基板；一第二基板，面對該第一基板；一有機發光二極體，設置於該第二基板上；一第一微結構層，位於該第一、二基板之間，且包括複數個第一突起相對於該第一基板之外圍區；以及一第二微結構層，包括複數個第二突起，其中該等第二突起與該等第一突起交錯排列。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該等第一、二突起分別朝遠離該第一、二基板之方向突出且逐漸變細。
- 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中一銳角夾設於該等第一突起之側面與底面之間，該銳角小於70度。
- 如申請專利範圍第2項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中一銳角夾設於該第二突起之側面與底面之間，該銳角小於70度。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該等第一突起與該等第二突起之最大寬度介於5μm至25μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該等相鄰第一突起之間的間距介於10μm至 30μm之間，且該等相鄰第二突起之間的間距介於10μm至30μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，更包括一保護層形成於該第二微結構之上。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該等第一突起和第二突起的高度介於1.5μm至7μm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，更包括一封裝膠，連結於該第一基板與該第二基板之間，其中該第一基板之外圍區位於該封裝膠的內側。
- 如申請專利範圍第9項所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一基板之外圍區包括自該封裝膠連結該第一基板的位置向內延伸一既定距離的範圍，其中該既定距離介於0.5cm至1cm之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之有機發光二極體顯示裝置，更包括複數個有機發光二極體，且該第二微結構層更包括複數個像素定義區受該等第二突起所環繞，其中該等有機發光二極體設置於該等像素定義區中。
- 如申請專利範圍第11項所述之有機發光二極體顯示裝置，更包括一彩色濾光片，相對該等像素定義區設置於該第一基板。
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