TWI241859B - Display unit and its manufacturing method - Google Patents

Description

1241859 坎、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於具有完全固態之密封結構的顯示元件，其中 以顯示區域所設置的驅動基板會與密封基板以膠黏層在其 中間黏合，及關於其製造方法，及更明確地，關於一顯示 元件’其中有機發光元件設置於其顯示區域中及關於其製 造方法。 【先前技術】 當欲以顯示元件取代液晶顯示器時，即提及使用有機發 光元件之有機發光顯示器。有機發光顯示器的特徵就是其 視野角度寬廣及其電源消耗低，因其為自體發光的發光類 型顯示器。吾人亦認為有機發光顯示器是對高清晰度高速 的視訊信號具有良好回應的顯示器，並正往實用性開發中。 在有機發光顯示器中，可能會產生一不發光的區域（黑 點），且會因為濕氣，氧氣等侵入有機發光元件而劣化照 度。習知上，會採取在後面板之框邊部份塗敷膠黏劑的方 法，將金屬或玻璃所製成的密封罐黏合於此，並將吸收劑 材料（如，鈣）封閉在後面板與密封罐間之空間。然而，使用 該密封罐的密封方法造成其製造過程及成本上的問題。此 外，無法完全杜絕濕氣經由膠黏劑等侵入密封罐内部的可 能性。 為了阻絕濕氣或氧氣，建議採用覆蓋以一薄膜的有機發 光元件或密封罐的結構，該薄膜主要成份為密封材料及 石反。（例如，參照日本未審專利申請案2 〇 〇 2 - 9 3 5 8 6及2002- 87364 1241859 93576唬）然而，在藉由以薄膜覆蓋的有機發光元件所形 成的4封中，有因為殘留應力及低階梯覆蓋所造成的薄膜 剝落，而產生一部份不為薄膜所覆蓋的問題。因此，在此 狀況中，難以完全阻絕濕氣，氧氣等侵入有機發光元件。 因此，已開發出以有機發光元件所設置的驅動基板與密 封基板以膠黏層在其中間黏合的完全固態結構。在該完全 固態的密封結構巾，有機發光元件與密封基板之間沒有剩 餘的空隙，因而防止了濕氣或氧氣的侵入，更提升了顯示 器的可靠度。 在某些疋全固態的密封結構中，在驅動基板上形成的有 機發光元件會以一保護薄膜（鈍化層）覆蓋。驅動基板周園的 框架區域是以外部連接端設置的外部連接區域，以令有機 發光元件與驅動電路等之間形成連接。當在外部連接端上 形成保護薄膜時，會降低連接端的可靠度。因此，習用上， 當保護薄膜形成時，即會罩幕外部連接端。然而，因為罩 幕造成活性劑限制及電漿分離，保護薄膜在罩幕邊緣的薄 膜厚度分配在一般的沉積程序中很重要，如濺鍍沉積， CVD(化予蒸氣沉積）等，特別是cvd。亦即，保護薄膜之薄 膜厚度漸趨增加，且在CVD程序中，雖然依賴罩幕的厚度 及形狀，但必須維持約5 mm厚度以獲得特定薄膜厚度的 90〇/。。因此，框架區域（即，外部連接區域）傾向較大。此外， 在保遵薄膜的傾斜終止面與有機發光元件間之距離變短， 造成濕氣等易於侵入，且接著造成有機發光元件之可靠度 降低。 87364 -8 - 1241859 在有機發光元件l〇R，10G，及10B中，（例）一第一電極12 作為陽極，一絕緣薄膜13，一有機層14，及一第二電極15 作為陰極，而由驅動基板11側以此順序堆積成層。在第二 電極15上形成保護薄膜11C。 第一電極12亦可作為反射層，因此希望第一電極12具有 越高越好的反射係數以增進發光效率。例如，製造第一電 極12的材料包括，純物質或具有高功函數的金屬元素合 金，如鉑（Pt)，金（Au)，銀（Ag)，鉻（Cr)，鎢（W)等。層疊方 向的第一電極12之厚度（下文簡稱為厚度）較佳由1〇〇 11111至 300 nm。對於金屬合金而言，（例）可引用銀免銅合金，其主 要元素為銀’且含有〇.3重量％至1重量％的免及〇 3重量％至 1重量％的銅。 絕緣薄膜13的功用為（例），確保相鄰有機發光元件1〇尺， 10G，及10B間之各第一電極12的絕緣。絕緣薄膜13具有約 (例）300 nm的厚度，且由絕緣材料（如，二氧化矽si〇2)所製 成0 有機層14的結構會依有機發光元件1〇的發光色彩而改 變。圖2顯示有機發光元件服及1〇B中的有機層14結構放 大圖。有機發光元件10R及l〇B的有機層14具有一結構，其 中-電子孔傳輸層14A，—發光層14B，及—電子傳輸層Μ 以此順序，由第-電極12侧堆積成層。電子孔傳輸層Μ 的功用為增進將電子孔注入發光層14B的效率。在此實施例 中’電子孔傳輸廣14A亦具有電予孔注人層之功用。發光層 UB的功用為藉由電流注射而產生光線。電子傳輸層二 87364 -11 - 1241859 功用為增進將電子注入發光層14B的效率。 有機發光元件10R的電子孔傳輸層14A(例）具有約45 nm 的厚度，且由 3-NPD(bis[(N-naphthyl)-N-phenyl] benzidine) 所製成。有機發光元件10R的發光層14B(例）具有50 nm的厚 度，且由（2,5-bis[4-[N-(4-methoxyphenyl)-N-phenylamino]] stilbenzene-l，4-dica-bonitrile)所製成。有機發光元件 10R的 電子傳輸層14C(例）具有約30 nm的厚度，且由8-羥基鋁複合 物（Alq3)所製成。 有機發光元件10B的電子孔傳輸層14A(例）具有約30 nm 的厚度，且由α-NPD所製成。有機發光元件10B的發光層 14B(例）具有約30 nm的厚度，且由4,4’-二（2,2’_二苯基乙烯 基）二苯基（DPVBi)所製成。有機發光元件10B的電子傳輸層 14C(例）具有約30 nm的厚度，且由Alq3所製成。 圖3顯示有機發光元件10G中的有機層14之結構放大圖。 有機發光元件10G的有機層14具有一結構，即電子孔傳輸層 14A及發光層14B以此順序由第一電極12側堆積成層。電子 孔傳輸層14A亦具有如電子孔注射層的功用。發光層14B亦 具有如電子輸傳層的功用。 有機發光元件10G的電子孔傳輸層14A(例）具有約50 nm 的厚度，且由α-NPD所製成。有機發光元件10G的發光層 14B(例）具有約60 nm的厚度，且由Alq3與1體積％的香豆素6 (C6)的混合物所製成。 圖1至3所示的第二電極15具有（例）5 nm到50 nm的厚度， 及由純物質或低功函數的金屬元素合金所製成，如铭（A1)， 87364 -12· 1241859 鎂（Mg)，鈣（Ca)，鈉（Na)等。尤其是，由鎂與銀（鎂銀合金） 所製成的合金是較佳的，且鎂對銀的重量比較佳為Mg: Ag 二5 : 1 至 20 : 1。 如圖1所示的密封基板21以膠黏層30密封有機發光元件 10R，10G，及10B。密封基板21由透光的材料（如，玻璃） 所製成’該光線由有機發光元件1 〇R，1 〇G，及1 〇B所產生， 及該密封基板置於對應驅動基板11之顯示區域的區域中。 在圖1所示的外部連接區域中，有機發光元件〗〇R，丨〇G， 及10B的第一電極12亦往保護薄膜lie的外側延伸，且成為 外部連接端16。在外部連接端16上設置外部終端17。雖未 示於圖式，同樣地亦設置第二電極15的外部連接區域丨1B。 形成圖1所示的保護薄膜11C，以覆蓋顯示區域11 a及曝 露外部連接區域11B。例如，保護薄膜lie由透明介電質 (如，二氧化矽Si〇2及氮化矽SiNx)所製成。保護薄膜lie的 終止面11D沿著垂直平面VP而形成，該垂直平面包括對應 終止面11D之密封基板21的終止面21A。因此，保護薄膜11C 的終止面11D形成在在密封基板21終止面21A位置中之幾 近垂直剖面内，及全部顯示區域11A以平均厚度的保護薄膜 11C覆蓋之。因此，可防止濕氣等侵入顯示區域11A，有機 發光元件10R，10G，並提升10B之可靠度，及減少框架區 域（即，外部連接區域11B)。 更明確地，依密封基板21終止面21A内2 mm區域内之保 護薄膜11C的薄膜厚度分配而論，當（例）在密封基板21終止 面21A内至少100 nm的充份内部位置中，薄膜厚度T為1時， 87364 -13· 1241859 相對薄膜厚度較佳為至少0.95。然而，因表面特性的影響， 邵份的相對薄膜厚度在〇. 9 5以下是必要的。相對薄膜厚度 設定為至少0.95的原因是，關於薄膜厚度改變等的允許範 圍内之值，導因於保護薄膜11C的沉積程序中之因素。另一 原因疋’當薄膜厚度分配在上述範圍内時，存在一實質因 素’即可避免濕氣等侵入顯示區域。較佳為，上述的薄膜 厚度T越薄，則在上述範園内的薄膜厚度分配之較低限制就 會越高（例如，0.97，0.98等）。 希望保護薄膜11C終止面11D為對應圖1所示之垂直平面 vp的垂直平面。然而，保護薄膜11C的終止面11D會輕微傾 斜到内部，如，由虛線11E所示的顯示區域11 a侧，或傾斜 到外部，如，由虛線11F所示的外部連接區域11B。此外， 保護薄膜11C的終止面11D可對應垂直平面VP，或由傾斜到 内邵或外部，由局部一部份到另一部份。然而，當終止面 11D不對應於上述之虛線11E及11F的垂直平面vp時，終止 面UD之較低端丨1G與垂直平面vp間的距離〇較佳設定為 不大於2 mm。當距離D在此範圍内時，由垂直平面VP至終 止面11D之較低端11G的内部差及外部差的總合至多為4 mm ’並可減少框架區域（即，外部連接區域丨1B)，相較於 習用方式中，保護薄膜的薄膜厚度緩緩增加，且在由保護 薄膜較低端内約5 mm的位置即達到90%的特定薄膜厚度。 更佳設定終止面nD之較低端11G與垂直平面VP間的距 離D以滿足數學表示式1。 87364 -14- 1241859 尤其’因為終止面1 ID之較低端11G與垂直平面VP間的距 離D設定為不大於2 mm，由垂直平面VP至終止面11D較低 11G的内邵差與外部差之總和至多為4 mm，故可減少框 架區域（即，外部連接區域11B)。 再者’更明確地，因為藉由將密封基板21當作罩幕使用 的各向異性蝕刻而形成保護薄膜11C之終止面11D，故不需 要進行罩幕’因而可簡化其製程。此外，因為不可能在習 知之外部連接區域11B突出的狀態下形成保護薄膜11C，則 可增加外部連接端16的可靠度。 [範例] 接著，下文會描述本發明的具體範例。 (範例1)

在驅動基板11中，形成顯示區域丨丨八，及除了只設置有機 發光元件10G之外，以上述實施例的相同方式在相鄰顯示區 域11A處形成外部連接區域11B。再者，由SiNx所製成的保 護薄膜11C，以所設定的2 之薄膜厚度形成在驅動基板 11的整個面上。沉積的條件為，使用13.56 MHz的電漿CVD 單位，lOOsccm，40〇sccm，及2,000 ccm的流量分別施加以 SiH4，NH3，及N2，及施加60 Pa及100 W。之後，密封基板 21置於對應驅動基板11之顯示區域11A的區域中，驅動基板 11與密封基板21在其中間以膠黏層30黏合，及藉由將密封 基板21當作罩幕使用的各向異性蝕刻而形成保護薄膜丨1C 的終止面1 ID。在該各向異性蝕刻中，使用了 RIE單位，及 依蝕刻條件，在200 seem及50 seem的流量分別施加以CF 87364 -18 - 1241859 第一電極12亦可能以與上述順序相反的順序由驅動基板i i 側在驅動基板11上堆積成層，及由驅動基板丨丨側抽取光線。 再者，例如，雖然在上文實施例中，已描述將第一電極 12當作陽極使用及將第二電極15當作陰極使用的狀況，難 以將第电極12當作陰極使用及將第二電極15當作陽極使 用。在此狀況中，依第二電極15的材料而言，純物質或具 有高功函數的金，銀，鉑，銅等合金非常合適。然而，可 藉由設置第二電極15與有機層14之間的電子孔之薄膜的薄 膜層而使用其他材料。此外，亦可以是將第一電極12當作 陰極使用及將第二電極15當作陽極使用，而第二電極15， 絕緣薄膜13 ’有機層14，及第一電極12，以此順序由驅動 基板11側在驅動基板11上堆積成層，及由驅動基板丨1側抽 取光線。 再者，雖然在上文實施例中，已特別描述有機發光元件 的結構，並非所有層（如，絕緣薄膜13)皆設置，且亦可再設 置其他層。例如，第一電極12可為一雙層結構，其中一透 明導電薄膜位於一反射薄膜（如，介電多層薄膜及鋁）上。 再者，雖然而上文實施例中，已描述由半透明電極所製 成的第二電極15的狀況，第二電極丨5具有一結構，其中一 半透明電極及一透明電極以此順序由第一電極12侧堆積成 層。透明電極用以降低半透明電極之電阻，且以導電材科 所製成，該材料對發光層中產生的光線具有充份的半透明 性。依製造透明電極的材料而言，例如，ITO，或含有鋼， 鋅（Zn)，及氧的化合物（IZ0)是較佳的，因為即使在室溫下 87364 -21 - 1241859 30 膠黏層 111A 顯示區域 111B 外部連接區域 me 保護薄膜 111D 終止面 111G 較低端 118 罩幕 118A 開口 121 密封基板 130 膠黏層 87364

Claims (1)

1241859 ίΐΤ::〜了—u $ 〇必1施37號專利中請案 ；$倉1錄肩 文申請專利範圍替換本(94年5月）i η ' PI! 拾、申請專利範園： 1 · 一種顯示元件，包括： 一驅動基板，其具有一顯示區域丨及 一贫封基板，其配置於設置該驅動基板之該顯示區域之 側上， 其中驅動基板具有一保護薄膜，其覆蓋該顯示區域及 曝露一相鄰該顯示區域之外部連接區域； 茲密封基板置於對應該驅動基板之該顯示區域之區域 中；及 /口著包括该岔封基板終止面之垂直平面形成該保護薄 膜之終止面，該密封基板終止面位於該保護薄膜終止面 相同之側上。 2.如申請專利範圍第1項之顯示元件，其中，關於由該密封 基板終止面2 mm區域内之保護薄膜之薄膜厚度分配，當 該密封基板終止面足夠内部位置之薄膜厚度為丨時，相對 薄膜厚度為至少0.95。 3 ·如申凊專利範圍第1項之顯示元件，其中該保護薄膜終止 面之較低端與該垂直平面間之距離〇設定為不大於2 mm。 4·如申請專利範圍第1項之顯示元件，其中該保護薄膜終止 面之較低端與該垂直平面間之距離D滿足數學表示式2。 [數學表示式2] D ^ Τ · (tan Θ ) (在數學表示式中，丁代表在由該密封基板終止面足夠内 部位置之保護薄膜之薄膜厚度，0代表一平面造成之角 1241859 度β平面位於由保護薄膜終止面之較高端拉到較低端 义面上，其相對於垂直平面之值之範圍為〇。^ ^切。）。 5·如中凊專利範圍第】項之顯示元件，其中一有機發光元件 形成在該顯示區域中，該有機發射元件具有一包括一發 光層4有機層，該有機發射層位於一第一電極與一第二 私極之間，將發光層所產生之光線由第二電極側發送。 6·如申凊專利範圍第丨項之顯示元件，其中該驅動基板與該 密封基板以膠黏層在其中間黏合。 7· 一種製造顯不元件之方法，該顯示元件包括： 一驅動基板，其具有一顯示區域；及 一密封基板，其配置於設置該驅動基板之該顯示區域 側上，該方法包括以下步驟： 在設置該驅動基板之該顯示區域側上之整個面上形成 一保護薄膜； 在對應該驅動基板之該顯示區域之區域中設置該密封 基板；及 /口著一包括忒达、封基板終止面之垂直平面形成一保護 薄膜終止面，該密封基板終止面位於該保護薄膜終止面 之相同側上，藉由該保護薄膜覆蓋該顯示區域及曝露一 相鄰該顯示區域之外部連接區域。 8.如申請專利範圍第7項之製造顯示元件之方法，其中該保 護薄膜終止面藉由將該密封基板當作一罩幕之各向異性 姓刻而形成。 9·如申請專利範圍第7項之製造顯示元件之方法，其中一有 87364-940519.doc -2 - 1241859 機發光元件形成於該顯示區域之中，該有機發光元件具 有一包括一發光層之有機層，該發光層位於一第一電極 與一第二電極之間，該有機發光元件由第二電極侧抽取 發光層中所產生之光線。 ίο. 如申請專利範圍第7項之顯示元件製造方法，其中該驅動 基板與該密封基板以一膠黏層在其中間黏人 87364-940519.doc