TW201411905A - 有機發光二極體封裝結構以及於基板上製作凹穴之方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種有機發光二極體封裝結構，包括一第一基板、一第二基板、至少一有機發光二極體元件、以及一框膠。第一基板與第二基板之一表面相對設置，其中第二基板之表面具有複數個凹穴，且第二基板於各凹穴內之表面係為一透鏡面。有機發光二極體元件設置於第一基板上，且具有一發光面，面對第二基板。框膠設置於第一基板與第二基板之間，並接合第一基板與第二基板，且框膠圍繞有機發光二極體元件。

Description

有機發光二極體封裝結構以及於基板上製作凹穴之方法

本發明係關於一種有機發光二極體封裝結構以及於基板上製作凹穴之方法，尤指一種上基板之內表面具有凹穴之有機發光二極體封裝結構以及於基板上製作凹穴之方法。

有機發光二極體元件係為自發光性(self emission)元件，且因具有輕薄、低消耗功率、反應時間短(fast response time)以及可撓曲之特性，而可廣泛的應用於照明或顯示器等領域。

在習知有機發光二極體封裝結構中，有機發光二極體元件係密封於上透明基板、下透明基板以及框膠之間。由於各材料介面的折射率不同，有機發光二極體元件之有機發光層所產生之光線會有反射與折射的問題，造成所產生之光線並非全部都能從透明基板射出。因此，目前已有發展出於上透明基板之上表面製作透鏡陣列來降低光線從上透明基板進入空氣產生全反射之數量。

然而，位於上透明基板之上表面的凸透鏡陣列容易在製作過程或移動過程中受到刮傷，進而降低光線從凸透鏡陣列射出之亮度。並且，在將習知有機發光二極體封裝結構應用於顯示器上時，由於透鏡陣列係位於上透明基板之上表面，因此有機發光二極體元件所產 生之光線容易朝對應其相鄰之畫素的凸透鏡陣列射出，造成兩相鄰畫素所顯示之圖案有相互干擾之問題。所以，另有發展出將凸透鏡陣列設置於有機發光二極體元件上之有機發光二極體封裝結構。不過，其整體厚度則會增加，而受到凸透鏡陣列的限制。

有鑒於此，降低有機發光二極體封裝結構之厚度，且同時提升有機發光二極體封裝結構之出光效率實為業界努力之目標。

本發明之主要目的之一在於提供一種有機發光二極體封裝結構以及於基板上製作凹穴之方法，以降低有機發光二極體封裝結構之厚度，並同時提升有機發光二極體封裝結構之出光效率。

為達上述之目的，本發明提供一種有機發光二極體封裝結構，包括一第一基板、一第二基板、至少一有機發光二極體元件、以及一框膠。第二基板具有一第一表面與一第二表面，且第一基板與第二基板之第一表面相對設置，其中第二基板之第一表面具有複數個凹穴，且第二基板於各凹穴內之第一表面係為一透鏡面。有機發光二極體元件設置於第一基板上，且有機發光二極體元件具有一發光面，面對第二基板。框膠設置於第一基板與第二基板之間，並接合第一基板與第二基板，且框膠圍繞有機發光二極體元件。

為達上述之目的，本發明提供一種於基板上製作凹穴之方法。首 先，提供一基板。然後，於基板上形成一光阻圖案，且光阻圖案具有複數個開口，曝露出基板。接著，進行一蝕刻製程，通過各開口蝕刻基板，以形成複數個凹穴。隨後，移除光阻圖案。

為達上述之目的，本發明又提供一種於基板上製作凹穴之方法。首先，提供一基板。然後，於基板上塗佈一膠膜。接著，提供一模具，且模具具有複數個凸塊。隨後，將模具具有凸塊之表面朝膠膜擠壓，以於膠模上形成複數個凹穴。之後，進行一固化製程，以固化膠模。接下來，移除模具。

本發明之有機發光二極體封裝結構在第二基板之第一表面形成凹穴，作為凹透鏡面，使有機發光二極體元件從發光面所射出之光線在射入第二基板時可藉由凹穴減少光線產生全反射之數量，進而提升有機發光二極體封裝結構之出光效率。並且，由於本實施例之有機發光二極體封裝結構係利用凹穴作為聚焦光線之透鏡面，而非凸透鏡面，因此可有效地降低有機發光二極體封裝結構之厚度。

請參考第1圖與第2圖，第1圖為本發明一第一較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖，且第2圖為本發明第一較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之上視示意圖。如第1圖與第2圖所示，有機發光二極體封裝結構100包括一第一基板102、一第二基板104、一框膠106、以及至少一有機發光二極體元件108。第 二基板104具有一第一表面104a與一第二表面104b，且第一基板102與第二基板104之第一表面104a相對設置。在本實施例中，第一基板102與第二基板104可分別為透明基板，例如：玻璃基板、塑膠基板或石英基板，因此第二基板104之折射率係大於空氣。並且，有機發光二極體元件108設置於第一基板102上，且有機發光二極體元件108具有一發光面108a，面對第二基板104之第一表面104a。框膠106設置於第一基板102與第二基板104之間，並接合第一基板102與第二基板104，且框膠106圍繞有機發光二極體元件108，使框膠106、有機發光二極體元件106、第一基板102以及第二基板104圍繞出一封閉空間110。本實施例之封閉空間110係由空氣所填滿，但不限於此。

值得注意的是，第二基板104位於封閉空間110中之第一表面104a具有複數個凹穴112，呈陣列排列，且凹穴112之至少一者設置於發光面108a之正上方。在本實施例中，第一表面之凹穴112之一部分，即複數個凹穴112，設置在發光面108a之正上方，且另一部分未與發光面108a重疊。並且，第二基板104於各凹穴112內之第一表面104a係為一透鏡面，使各凹穴112內之第二基板104與封閉空間110之空氣形成一凹透鏡面。藉此，有機發光二極體元件108從發光面108a所射出之光線在射入第二基板104時可藉由各凹穴112之凹透鏡面朝垂直第二基板104之法線方向聚焦，以進一步減少光線從第二基板104射出至外界空氣中產生全反射之數量，且提升有機發光二極體封裝結構100之照明能力。本發明之凹穴的排列 方式並不限為方型陣列排列，亦可為六角形排列方式。

在本實施例中，各凹穴112之開口係為一圓形，且凹透鏡面係為一球形透鏡面，但不限於此。各凹穴具有一開口直徑d₁，小於50微米，且各凹穴具有一深度d₂，小於50微米。藉此，各凹穴112具有足夠小的尺寸，使通過各凹穴112之光線不會產生明顯的干涉現象。並且，各凹穴112具有一開口面積，且開口面積佔封閉空間110內第一表面104a之面積之比例，亦即填充因子(fill factor)，介於0與1之間。並且，開口面積佔第一表面104a於封閉空間110內之面積之比例較佳為1，使從有機發光二極體元件108之發光面108a射出之光線皆可朝第二基板104之法線方向聚焦，而可被有效利用，進而提升出光效率。於本發明之其他實施例中，凹穴之開口亦可為其他幾何形狀，且凹透鏡面亦可為稜柱形透鏡面、錐形透鏡面或橢圓形透鏡面。

此外，有機發光二極體元件108包括一下電極層114、一有機發光層116、一上電極層118以及一保護層120，依序堆疊於第一基板102上。在本實施例中，有機發光二極體元件108所產生之光線係從保護層120射出，因此保護層120係具有發光面108a。另外，下電極層114係由例如金屬材料所構成之反射電極，使有機發光層116所產生之光線可通過下電極層114之反射而朝第二基板104射出，以有效利用有機發光層116所產生之光線。由此可知，本實施例之有機發光二極體封裝結構100係為一單面發光之有機發光二極體封 裝結構。本發明之有機發光二極體元件並不限於上述結構，而亦可為其他類型，因此並不限為保護層具有發光面。並且，本發明之有機發光二極體元件之數量亦可為複數個。

值得一提的是，本實施例之有機發光二極體封裝結構100在第二基板104之第一表面104a形成複數個凹穴112，作為凹透鏡面，使有機發光二極體元件108從發光面108a所射出之光線在射入第二基板104時可藉由各凹穴112之凹透鏡面朝垂直第二基板104之法線方向聚焦，以減少光線產生全反射之數量，進而提升有機發光二極體封裝結構100之出光效率。並且，由於本實施例之有機發光二極體封裝結構100係利用凹穴作為聚焦光線之透鏡面，亦即凹透鏡面，而非凸透鏡面，因此可有效地避免使用凸透鏡面來聚焦光線，且可降低有機發光二極體封裝結構100之厚度。

本發明之有機發光二極體封裝結構並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例或變化形，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考第3圖，第3圖為本發明一第二較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。如第3圖所示，相較於第一實施例，本實施例之有機發光二極體封裝結構200另包括一填充層202，覆蓋於有機發光二極體元件108之發光面108a上，並填滿封閉空間 110。藉此，本實施例之凹透鏡面係由第二基板104與填充層202所構成。在本實施例中，填充層202之折射率係介於第二基板104之折射率與保護層120之折射率之間，藉此從有機發光二極體元件108所產生之光線在射出保護層120時，可有效降低光線在穿透保護層120與封閉空間110之接面時產生全反射之數量。因此，本實施例之有機發光二極體封裝結構200之出光效率係較第一實施例為佳。並且，填充層202之折射率較佳介於1.6與2.0之間，但不以此為限。

請參考第4圖，第4圖為本發明一第三較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。如第4圖所示，相較於第二實施例，本實施例之有機發光二極體封裝結構300於第二基板104之第二表面104b上具有複數個凸透鏡面302，用以將從第二基板104射往外界空氣中之光線朝第二基板104之法線方向聚焦，進而避免光線在第二基板104與空氣之接面產生全反射，且提升出光效率。在本實施例中，凸透鏡面302係設置於發光面108a之正上方，以有效聚焦位於發光面104a正上方之光線。

請參考第5圖，第5圖為本發明一第四較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。如第5圖所示，相較於第三實施例，本實施例之有機發光二極體封裝結構400之下電極層402係為一透明電極，使有機發光層116所產生之光線可穿透下電極層402與第一基板102而朝第一基板102之外側射出。由此可知，本實施例之 有機發光二極體封裝結構400係為雙面發光之有機發光二極體封裝結構。

本發明之有機發光二極體封裝結構亦可應用至有機發光二極體顯示器中，亦即有機發光二極體封裝結構可包括複數個有機發光二極體元件，分別作為一畫素或次畫素，且有機發光二極體元件設置於第一基板與第二基板之間。請參考第6圖與第7圖，第6圖為本發明一第五較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖，且第7圖為本發明第五較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。如第6圖與第7圖所示，相較於第三實施例，本實施例之有機發光二極體封裝結構500之凸透鏡面502與凹穴112並未設置於發光面108a之正上方，而圍繞發光面108a正上方之區域，且有機發光二極體封裝結構500包括複數個有機發光二極體元件108，設置於第一基板102與填充層202之間。在本實施例中，各有機發光二極體元件108可分別對應單一次畫素，且每三個有機發光二極體元件108為一畫素。並且，同一畫素之有機發光二極體元件108係產生不同顏色，例如：紅色、藍色與綠色，以混合出白色，但不限於此。此外，各凹穴112之開口直徑d₁係小於各有機發光二極體元件108之長度L與寬度W以及兩相鄰之有機發光二極體元件108之間距G，且各凹穴112之深度d₂小於各凹穴112之開口直徑d₁的兩倍。在本發明之其他實施例中，有機發光二極體元件亦可作為單一畫素，且單一有機發光二極體元件可產生不同顏色，但不以此為限。

值得注意的是，當凸透鏡面及/或凹穴設置於發光面之正上方時，有機發光二極體封裝結構之兩相鄰有機發光二極體元件所產生之光線在射出有機發光二極體封裝結構之後會互相混合，因此有機發光二極體封裝結構之兩相鄰畫素所顯示之影像會相互干擾，造成顯示出模糊影像。藉此，本實施例之有機發光二極體封裝結構500移除設置於各有機發光二極體元件108之發光面108a正上方之凸透鏡面，以避免兩相鄰畫素所顯示之影像產生干擾。並且，當從有機發光二極體元件108射出之光線行進至距離有機發光二極體元件108越遠之第二基板104與空氣之接面時，光線之入射角越大，因此越容易產生全反射。藉此，本實施例之有機發光二極體封裝結構500在未與發光面108a重疊之區域設置凸透鏡面502，可避免入射角接近或大於全反射之臨界角的光線產生全反射，使光線射出，進而提升有機發光二極體封裝結構500之出光效率。

請參考第8圖，第8圖為本發明一第六較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。如第8圖所示，相較於第五實施例，本實施例之有機發光二極體封裝結構600之凹穴112係覆蓋於發光面108a之正上方。

本發明另提供一種於基板上製作凹穴之方法，以於第二基板上形成凹穴。請參考第9圖至第11圖，第9圖至第11圖為本發明一較佳實施例之製作凹穴之方法示意圖。如第9圖所示，首先，提供一基板702，例如：玻璃基板、塑膠基板或石英基板。然後，進行一 沉積製程與一微影製程，以於基板702上形成一光阻圖案704，且光阻圖案704具有複數個開口704a，曝露出基板702。如第10圖所示，隨後，進行一蝕刻製程，以通過各開口704a蝕刻基板702，進而於基板702上形成複數個凹穴706。在本實施例中，蝕刻製程係為等向性蝕刻或非等向性蝕刻製程，使所蝕刻出之凹穴706因具有圓弧狀，而具有凹透鏡之功用。如第11圖所示，接著，移除光阻圖案704。然後，選擇性地對已形成有凹穴706之基板702進行一玻璃強化製程。在本實施例中，玻璃強化製程係為將已形成有凹穴706之基板702置入溶液中，以利用體積較大之離子置換原本位於基板702中且體積較小之離子，例如：利用鉀離子置換鈉離子，藉此強化基板702之強度。

本發明製作凹穴之方法並不以上述實施例為限。請參考第12圖至第14圖，第12圖至第14圖為本發明另一較佳實施例之製作凹穴之方法示意圖。如第12圖所示，首先，提供一基板802，例如：玻璃基板、塑膠基板或石英基板。然後，進行一塗佈製程，以於基板802上形成一膠膜804，例如紫外光(UV)膠。並且，提供一模具806，且模具具有複數個凸塊806a，例如：半球狀凸塊。如第13圖所示，隨後，進行一壓印製程，將模具806具有凸塊806a之表面朝膠膜804擠壓，以於膠模804上形成複數個凹穴808。然後，進行一固化製程，例如：紫外光固化製程或熱固化製程，以固化膠模804。藉此，凹穴808得以固定於膠膜804上。在本實施例中，由於膠膜804為紫外光膠，因此固化製程係為照射一紫外線，以固化膠膜804。 如第14圖所示，接著，移除模具806。在本發明之其他實施例中，固化製程亦可為熱固化製程，且膠膜之材料亦可為熱固化材料，但不限於此。

綜上所述，本發明之有機發光二極體封裝結構在第二基板之第一表面形成凹穴，作為凹透鏡面，使有機發光二極體元件從發光面所射出之光線在射入第二基板時可藉由凹穴朝垂直第二基板之法線方向聚焦，以減少光線產生全反射之數量，進而提升有機發光二極體封裝結構之出光效率。並且，由於本實施例之有機發光二極體封裝結構係利用凹穴作為聚焦光線之透鏡面，而非凸透鏡面，因此可有效地降低有機發光二極體封裝結構之厚度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧有機發光二極體封裝結構

102‧‧‧第一基板

104‧‧‧第二基板

104a‧‧‧第一表面

104b‧‧‧第二表面

106‧‧‧框膠

108‧‧‧有機發光二極體元件

108a‧‧‧發光面

110‧‧‧封閉空間

112‧‧‧凹穴

114‧‧‧下電極層

116‧‧‧有機發光層

118‧‧‧上電極層

120‧‧‧保護層

200‧‧‧有機發光二極體封裝結構

202‧‧‧填充層

300‧‧‧有機發光二極體封裝結構

302‧‧‧凸透鏡面

400‧‧‧有機發光二極體封裝結構

402‧‧‧下電極層

500‧‧‧有機發光二極體封裝結構

502‧‧‧凸透鏡面

600‧‧‧有機發光二極體封裝結構

702‧‧‧基板

704‧‧‧光阻圖案

704a‧‧‧開口

706‧‧‧凹穴

802‧‧‧基板

804‧‧‧膠膜

806‧‧‧模具

806a‧‧‧凸塊

808‧‧‧凹穴

d₁‧‧‧開口直徑

d₂‧‧‧深度

G‧‧‧間距

W‧‧‧寬度

L‧‧‧長度

第1圖為本發明一第一較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第2圖為本發明第一較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之上視示意圖。

第3圖為本發明一第二較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第4圖為本發明一第三較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖 面示意圖。

第5圖為本發明一第四較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第6圖為本發明一第五較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第7圖為本發明第五較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第8圖為本發明一第六較佳實施例之有機發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第9圖至第11圖為本發明一較佳實施例之製作凹穴之方法示意圖。

第12圖至第14圖為本發明另一較佳實施例之製作凹穴之方法示意圖。

102‧‧‧第一基板

104‧‧‧第二基板

104a‧‧‧第一表面

104b‧‧‧第二表面

106‧‧‧框膠

108‧‧‧有機發光二極體元件

108a‧‧‧發光面

110‧‧‧封閉空間

112‧‧‧凹穴

114‧‧‧下電極層

116‧‧‧有機發光層

118‧‧‧上電極層

120‧‧‧保護層

200‧‧‧有機發光二極體封裝結構

202‧‧‧填充層

d₁‧‧‧開口直徑

d₂‧‧‧深度

Claims (19)

1. 一種有機發光二極體封裝結構，包括：一第一基板；一第二基板，具有一第一表面與一第二表面，且該第一基板與該第二基板之該第一表面相對設置，其中該第二基板之該第一表面具有複數個凹穴，且該第二基板於各該凹穴內之該第一表面係為一透鏡面；至少一有機發光二極體元件，設置於該第一基板上，且該有機發光二極體元件具有一發光面，面對該第二基板；以及一框膠，設置於該第一基板與該第二基板之間，並接合該第一基板與該第二基板，且該框膠圍繞該有機發光二極體元件。
2. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該框膠、該有機發光二極體元件、該第一基板與該第二基板圍繞出一封閉空間，且該封閉空間係填滿空氣。
3. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該框膠、該有機發光二極體元件、該第一基板與該第二基板圍繞出一封閉空間，且該有機發光二極體封裝結構另包括一填充層，覆蓋於該有機發光二極體元件之該發光面上，且填滿該封閉空間。
4. 如請求項3所述之有機發光二極體封裝結構，其中該有機發光二極體元件包括一保護層，具有該發光面，且該填充層之折射率介 於該第二基板之折射率與該保護層之折射率之間。
5. 如請求項4所述之有機發光二極體封裝結構，其中該填充層之折射率介於1.6與2.0之間。
6. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中各該凹穴具有一開口直徑，小於50微米。
7. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中各該凹穴具有一深度，小於50微米。
8. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中各該凹穴具有一開口面積，且該等開口面積佔該第一表面於該封閉空間內之面積之比例介於0與1之間。
9. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該等凹穴之至少一者設置於該發光面之正上方。
10. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該等凹穴未設置於該發光面之正上方。
11. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該第二基板之該第二表面具有複數個凸透鏡面。
12. 如請求項11所述之有機發光二極體封裝結構，其中該等凸透鏡面未設置於該發光面之正上方。
13. 如請求項1所述之有機發光二極體封裝結構，其中該有機發光二極體元件包括一下電極層以及一有機發光層，依序堆疊於該第一基板上。
14. 如請求項13所述之有機發光二極體封裝結構，其中該下電極層係為一反射電極。
15. 如請求項13所述之有機發光二極體封裝結構，其中該下電極層係為一透明電極。
16. 一種於基板上製作凹穴之方法，包括：提供一基板；於該基板上形成一光阻圖案，且該光阻圖案具有複數個開口，曝露出該基板；進行一蝕刻製程，通過各該開口蝕刻該基板，以形成複數個凹穴；以及移除該光阻圖案。
17. 如請求項16所述之於基板上製作凹穴之方法，其中該蝕刻製程為等向性蝕刻製程或非等向性蝕刻製程。
18. 一種於基板上製作凹穴之方法，包括：提供一基板；於該基板上塗佈一膠膜；提供一模具，且該模具具有複數個凸塊；將該模具具有該等凸塊之表面朝膠膜擠壓，以於該膠模上形成複數個凹穴；進行一固化製程，以固化該膠模；以及移除該模具。
19. 如請求項18所述之於基板上製作凹穴之方法，其中該固化製程係為紫外光固化製程或熱固化製程。