TWI423187B - 自發光平面顯示器及用於組裝該自發光平面顯示器之對位系統 - Google Patents

Description

自發光平面顯示器及用於組裝該自發光平面顯示器之對位系統

本發明係有關於一種自發光平面顯示器之組裝，更明確而言，係有關於自發光平面顯示器組裝對位系統以及利用此種系統進行對位的自發光平面顯示器。

於諸如有機二極發光(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示器等平面顯示器的製程中，基板之間的對位是一種對於精確度要求很高的程序。以OLED顯示器的製程為例，目前現行的對位系統係與用於液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)的對位系統相同。

第1圖係顯示一種先前技術用於組裝之平面顯示器的對位系統100之示意圖。如圖所示，於對位系統100，係在一組裝室110中進行OLED顯示器120的第一基板122與第二基板124之間的對位程序。通常該第一基板122為一玻璃基板，上面設置有OLED陣列131。該第二基板124通常為一彩色濾光片。該第一基板122與第二基板124係疊合並以密封膠126密封周緣間隙。

於該OLED顯示器120中，係在第一基板122相對於該第二基板124的表面(亦即圖中所示第一基板122之上表面)之特定位置設置一第一標記145，並在第二基板124相對於該第一基板122的表面(亦即圖中所示第二基板124之下表面)對應對置設置一第二標記157。該第一標記145與該第二標記157通常係由不透光的材料製成，例如金屬。第一標記145可製作為例如十字形，而第二標記157則製作為具有矩形開口，該矩形開口之面積係可容納第一標記145。藉由對位該第一標記145與該第二標記157，以達成對位第一基板122與第二基板124的目的。

於系統100中，必須設置一外部光源160。如圖所示，該外部光源一般設置於該對位系統100靠第二基板124那一側，亦即圖中所示之上方。該外部光源160係發出光線透過組裝室110投射穿過第二基板124與第一基板122。為使光線可通過，該組裝室110至少在光線行進的路徑必須為透光，例如可局部設置玻璃。在第一基板122這一側之對應處則設有一光學感測器170，如電荷耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)設備，上面設置有一顯微鏡174，用以將外部光源投射而造成的影像攝入光學感測器170。由於該第一基板122與該第二基板124均為透光，而該第一標記145與第二標記157為不透光而會遮擋住光線，因此可輕易觀察第一標記145與第二標記157的影像。該第一標記145與第二標記157之間的對位可參見第2圖。

第2圖係顯示根據先前技術之標記對位之示意圖。於圖中，參考符號178表示光學感測器170之影像窗口178。於該影像窗口178中，可觀察到呈十字形的第一標記145完整地出現在第二標記157的矩形開口157a中，表示對位良好。如果第一標記145未能完整出現在第二標記157的矩形開口157a中，則表示對位不良，此時第一基板122與第二基板124之相對位置需要加以調整。

此種方式存有缺點。首先，先前技術的系統100必須使用外部光源160。由於光源來自組裝室110之外，光的路徑會受到組裝室110、第一基板122及第二基板124影響，而使光學感測器170無法偵測正確的第一標記145及第二標記157之圖形，進而影響第一標記145與第二標記157之間對位的準確性。又，外部光源160與光學感測器170之間的角度必須經常校準以維持對位的精確度。此外，對位的精確度會受到第一基板122與第二基板124上設置的第一標記145與第二標記157之反射率影響。因此，於自發光平面顯示器的組裝中，需要有更可靠且不需經常校準的對位方式。

本發明之目的係提供一種組裝時利於基板之間對位的自發光平面顯示器，並提供用於組裝此種自發光平面顯示器的對位系統。

根據本發明之自發光平面顯示器包含一第一基板；一自發光元件陣列，包括複數個第一自發光元件，並係設置於於該第一基板之一表面上；一第一標記，包含一第二自發光元件，設置於第一基板之該表面的特定位置；一第二基板，疊置於該第一基板；以及一第二標記，提供於第二基板對應該第一基板之該表面之一表面上，該第二標記係設置於該第二基板之該表面對應於該第一標記之位置，該第二標記具有一開口，該開口之面積與形狀係可容納該第一標記。。

根據本發明之對位系統包含一組裝室，用於組裝並對位該自發光平面顯示器之第一基板與第二基板；一光學感測器，設置於該組裝室外位於靠近該自發光平面顯示器之第二基板那一側，用於感測該自發光平面顯示器設置的第一標記所發出的光，該第一標記所發出的光係透過該自發光平面顯示器設置的第二標記之開口而由該光學感測器感測，該光學感測器並將感測到的光轉換為訊號；以及一處理器，用於接收該光學感測器所傳遞的訊號，根據該訊號來判斷該自發光平面顯示器的第一基板與第二基板的對位狀況。

由於第一標記係以自發光元件實施，與第一基板上所設置的自發光元件陣列可同時以相同程序製成於該第一基板上，不需獨立製作第一標記的額外程序。此外，由於第一標記本身可發光，因此對位系統不需要利用外部光源，可省除使用外部光源造成的成本與校準問題，並提高對位準確度。

以下將參照所附圖式詳細說明根據本發明之實施例。

第3圖係顯示根據本發明實施例之平面顯示器組裝對位系統300之示意圖。根據本實施例，組裝對位系統300係包括一組裝室310，係在組裝室310中進行組裝平面顯示器320的程序。於組裝室310中所組裝的平面顯示器320為一自發光平面顯示器，例如為OLED顯示器，或是其他類型的自發光平面顯示器，像是電漿顯示面板(Plasma Display Panel；PDP)或是表面傳導電子發射式顯示器(Surface-Conduction Electron Emitter Display；SED)等等。以下係以OLED顯示器為例說明。

進行組裝的OLED顯示器320係具有第一基板322，該第一基板322可為玻璃基板、塑膠基板、矽晶圓基板、薄膜電晶體(Thin Film Transistor；TFT)基板。第一基板322上係設置有自發光元件陣列(例如OLED陣列)331，包含複數個自發光元件(如OLED)。OLED顯示器並具有第二基板324，第二基板324可為玻璃基板、塑膠基板、矽晶圓基板或彩色濾光片基板。第一基板322與第二基板324係對齊疊置，周緣間隙以密封膠326加以密封。為使第一基板322與第二基板324便於對位，係在第一基板322之面對第二基板324的表面(亦即圖中所示第一基板322的上表面)設置一第一標記333，並在第二基板324之面對第一基板322的表面(亦即圖中所示第二基板324的下表面)設置一第二標記357。

根據本實施例，第一標記333為一OLED(亦即一自發光元件)，與OLED陣列331在位置上係分開而獨立設置，並提供有可獨立驅動以及控制第一標記333的電路(未圖示)，以便可單獨驅動以及控制第一標記333。由於OLED陣列331之各OLED與第一標記333為相同類型的元件，可於相同的製程中一起製成，不需要額外的製程以製作該第一標記333。於本實施例中，該OLED陣列331的各OLED以及該OLED標記333係以相同製程製造的上發光OLED。另外，本實施列之第一標記標記333之面積例如為9到25μm² 。

如前所述，於第二基板324係設置有第二標記357。第二標記357係具有一開口357a對應於第一標記333之位置，且開口357a之形狀應適於容納第一標記333且其面積應足夠容納第一標記333。舉例而言，當第一標記322與第二標記開口357a為形狀相符時，如果第一基板322上的第一標記333之面積為9μm² ，則第一基板324上的第二標記357之開口面積可在12.25～25μm² 的範圍中。第二標記357之材質較佳地可選低透光甚至不透光的材質，可利用金屬、黑色遮罩(Black Mask；BM)等製作。如果第二基板324為玻璃基板時，可利用噴沙使第二基板局部區域的透光度降低來形成第二標記357，該第二標記357之開口處係保留不加以噴沙處理，經過噴沙處理的區域變成噴沙玻璃，其透光度較佳為0～40%。

進行對位時，驅動第一標記333使其自發光元件導通發光。第一標記333所發射的光線係經由第二標記357之開口357a射出穿過第二基板324，而由設置組裝室310之第二基板側之適當位置的光學感測器370接收。光學感測器370例如係以電荷耦合元件(CCD)或是互補型金屬氧物半導體電晶體(CMOS)設備實施，具有一光學元件(如透鏡)374以便於接收光線。光學感測器370將接收到的影像轉為訊號傳遞至一處理器380進行分析。藉由分析第一標記333與第二標記357的開口357a之相對關係，可獲知第一基板332與第二基板334是否對位良好。組裝室310於第一標記333所發射的光線之路徑行經之處應為透光，例如可於適當位置設置玻璃。

第4A圖與第4B圖係分別顯示根據第3圖所示本發明實施例之系統300其標記對位的對位良好與對位不良情況。於本實施例中，第一標記333為正方形向上發光之OLED，第二標記357之開口357a為面積與第一標記333相符之正方形開口。

如第4A圖所示，於光學感測器370之影像視窗376所觀察到的第一標記333係完全填滿第二標記357之開口357a，於此狀況下，可判定第一基板322與第二基板324對位良好。

如第4B圖所示，於光學感測器370之影像視窗376所觀察到的第一標記333係僅出現在第二標記357之開口的左側，且第一標記333在第二標記357開口357a出現部份的面積僅佔開口面積不到一半，顯然有對位偏移的情況，可判定第一基板322與第二基板324對位不良。一般而言，對位偏移低於30%視為可接受，如果對位偏移超過30%，則表示對位不良。亦即，第一標記與第二標記之間的對位偏移應落在0～30%的範圍內。換言之，第一標記333在第二標記357開口357a出現部份的面積應佔開口面積的70%～100%。

較佳而言，如果第一標記與第二標記開口之形狀面積相符，則肉眼在第二標記開口觀察到的第一標記應占開口面積之95%以上為宜。

設置在第一基板之第一標記(亦即自發光標記)與設置在第二基板的第二標記之開口，可有各種不同型態。上述實施例中，第一標記333之形狀與大小皆與第二標記357之開口357a的形狀與面積相符。

第5圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之一種不同於上述實施例之型態的示意圖。如圖所示，第一標記533與第二標記557之開口557a可為相同形狀，但第二標記557之開口557a之面積稍大於第一標記533之面積。於本例中，第一標記533為圓形之自發光元件(如OLED)，第二標記557之開口557a為面積稍大於第一標記之圓形。應注意圖中所示之面積大小僅為例示，並非實作上實際的比例。

第6圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之另一種型態的示意圖。如圖所示，於本例中，第一標記633與第二標記657之開口657a可為不同形狀，且第二標記657之開口657a之面積係足夠大以可完整容納第一標記633。第一標記633為圓形之自發光元件，第二標記657之開口657a為可容納第一標記633之矩形開口。

第7圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之又一種型態的示意圖。如圖所示，第一標記733與第二標記757之開口757a亦為不同形狀，且第二標記757之開口757a的面積係足夠大以可完整容納第一標記733。於本例中，第一標記733為特殊形狀(如圖所示之十字箭號形)之自發光元件，第二標記757之開口757a為面積可容納第一標記733之矩形開口。

請再參見第3圖，如前所述，於本發明之系統300中，光學感測器370將觀察到的標記對位影像轉為訊號，送至處理器380進行分析。處理器380可利用各種方法判斷第一標記333與第二標記357是否對位良好，例如可利用光強度檢測法、亮度檢測法、色座標法、光譜分析法或任何其他適當的方法。

第8圖係顯示根據本發明之平面顯示器組裝對位系統不同對位偏移誤差的光強度圖表。於圖中，橫座標表示第一標記(即自發光標記)所發出的光之波長，縱座標顯示透過第二標記之窗口能捕捉到的光強度，由處理器380根據光學感測器370接收到的光強度來判斷是否對位良好，其中第一曲線表示對位偏移為0%的情況，第二曲線表示對位偏移為5%的情況，這兩者情況都為對位良好。第三曲線表示對位偏移為50%，高於前述的上限30%，此為對位不良的情況。第一曲線所表示的情況為處理器380判斷光學感測器370所接收到的第一標記的光強度為100%。第二曲線所表示的情況為從第二標記窗口捕捉到的第一標記之光強度為第一曲線所代表之情況的95%，因此其偏移為5%。同理，第三曲線所表示的情況為從第二標記窗口捕捉到的第一標記之光強度為第一曲線所代表之情況的50%，因此其偏移為50%。

第9圖係顯示根據本發明之平面顯示器組裝對位系統不同對位偏移誤差的亮度圖表。於圖中，橫座標表示第一標記(即自發光標記)的電流密度，縱座標顯示透過第二標記之窗口能捕捉到的第一標記之發光亮度，由處理器380根據光學感測器370所接收到的光之亮度以判斷是否對位良好，其中第一直線表示對位偏移為0%的情況，第二直線表示對位偏移為5%的情況，這兩者情況都為對位良好。第三直線表示對位偏移為50%，高於前述的上限30%，此為對位不良的情況。第一直線所表示的情況為處理器380判斷光學感測器370所接收到的第一標記的亮度為100%。第二直線所表示的情況為從第二標記窗口捕捉到的第一標記之發光亮度為第一直線所代表之情況的95%，因此其偏移為5%。同理，第三直線所表示的情況為從第二標記窗口捕捉到的第一標記之發光亮度為第一直線所代表之情況的50%，因此其偏移為50%。根據本發明，第一標記係實施為自發光元件，與第一基板上所設置的自發光元件陣列可同時以相同程序製成於該第一基板上，可免除獨立製作習知技術中第一標記的額外程序。此外，由於第一標記本身可發光，因此對位系統不需要利用外部光源，可省除使用外部光源造成的成本與校準問題，由於光線路徑相較於習知技術單純，可提高對位準確度。

第10圖係顯示一電子裝置900，其包含根據本發明之自發光平面顯示器920。該電子裝置900並具有一電源供應器940，電源供應器940係與該自發光平面顯示器920耦接以供電至自發光平面顯示器920。所述電子裝置900可為手機、數位相機、個人數位助理、筆記型電腦、桌上型電腦、電視、衛星導航、車上顯示器、航空用顯示器或可攜式數位視訊光碟(Digital Video Disc，DVD)放影機等。

綜上所述，雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

110．．．組裝室

120．．．OLED顯示器

122．．．第一基板

124．．．第二基板

126．．．密封膠

131．．．OLED陣列

145．．．第一標記

157．．．第二標記

160．．．外部光源

170．．．光學感測器

174．．．顯微鏡

310．．．組裝室

320．．．自發光平面顯示器

322．．．第一基板

324．．．第二基板

326．．．密封膠

331．．．OLED陣列

333．．．第一標記

357．．．第二標記

370．．．光學感測器

374．．．光學元件

376．．．影像視窗

380．．．處理器

633．．．第一標記

676．．．第二標記

733．．．第一標記

776．．．第二標記

833．．．第一標記

876．．．第二標記

900．．．電子裝置

920．．．自發光平面顯示器

940．．．電源供應器

第1圖係顯示一種先前技術之平面顯示器組裝對位系統之示意圖；

第2圖係顯示根據先前技術之標記對位之示意圖；

第3圖係顯示根據本發明實施例之平面顯示器組裝對位系統之示意圖；

第4A圖與第4B圖係分別顯示根據本發明實施例之標記對位的對位良好與對位不良情況；

第5圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之一種型態的示意圖；

第6圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之另一種型態的示意圖；

第7圖係顯示根據本發明之第一標記與第二標記之又一種型態的示意圖；

第8圖係顯示根據本發明之平面顯示器組裝對位系統不同對位偏移誤差的光強度圖表；

第9圖係顯示根據本發明之平面顯示器組裝對位系統不同對位偏移誤差的亮度圖表；以及

第10圖係顯示包含根據本發明之自發光平面顯示器的電子裝置之方塊示意圖。

310．．．組裝室

320．．．自發光平面顯示器

322．．．第一基板

324．．．第二基板

326．．．密封膠

331．．．OLED陣列

333．．．第一標記

357．．．第二標記

370．．．光學感測器

374．．．光學元件

380．．．處理器

Claims (20)

1. 一種自發光平面顯示器，包含：一第一基板；一自發光元件陣列，包括複數個第一自發光元件，係設置於該第一基板之一表面上；一第一標記，包含一第二自發光元件，設置於該第一基板之該表面上；一第二基板，疊置於該第一基板上；以及一第二標記，提供於第二基板相對於該第一基板之該表面之一表面上對應於該第一標記之位置，該第二標記具有一開口，該開口之面積與形狀係可容納該第一標記。
2. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第一標記係與該自發光元件陣列彼此分開。
3. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中，該第一標記之第二自發光元件係獨立被驅動與控制。
4. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第一標記之第二自發光元件係與該自發光元件陣列之各個第一自發光元件為相同類型的自發光元件。
5. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該自發光平面顯示器為選自有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示器、電漿顯示面板(Plasma Display Panel；PDP)以及表面傳導電子發射式顯示器(Surface-Conduction Electron Emitter Display；SED)所組成的群組中的一種。
6. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二標記係由不透光的材料製成。
7. 如申請專利範圍第6項之自發光平面顯示器，其中該第二標記係由金屬或黑色遮罩(Black Mask；BM)製成。
8. 如申請專利範圍第6項之自發光平面顯示器，其中該第二基板為玻璃基板，該第二標記係藉由噴沙使該第二基板局部區域的透光度降低變成噴沙玻璃來形成該第二標記，且該第二標記之開口處係保留不加以噴沙處理。
9. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二標記之開口的面積係與該第一標記之面積相符。
10. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二標記之開口的面積係大於該第一標記之面積。
11. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二標記之開口的形狀係與該第一標記之形狀相符。
12. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二標記之開口的形狀係與該第一標記之形狀不同。
13. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第一基板係選自由玻璃基板、塑膠基板、矽晶圓基板、以及薄膜電晶體(Thin Film Transistor；TFT)基板所組成的群組。
14. 如申請專利範圍第1項之自發光平面顯示器，其中該第二基板係選自由玻璃基板、塑膠基板、矽晶圓基板以及彩色濾光片基板所組成的群組。
15. 一種用於組裝如申請專利範圍第1至14項中任一項之自發光平面顯示器之對位系統，包含：一組裝室，用於組裝並對位該自發光平面顯示器之第一基板與第二基板；一光學感測器，設置於該組裝室外位於靠近該自發光平面顯示器之第二基板那一側，用於感測該自發光平面顯示器設置的第一標記所發出的光，該第一標記所發出的光係透過該自發光平面顯示器設置的第二標記之開口而由該光學感測器感測，該光學感測器並將感測到的光轉換為訊號；以及一處理器，用於接收該光學感測器所傳遞的訊號，根據該訊號來判斷該自發光平面顯示器的第一基板與第二基板的對位狀況。
16. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該處理器係以該光學感測器透過該自發光平面顯示器設置的第二標記之開口所感測到的該第一標記所發出的光的光強度來判斷對位狀況。
17. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該處理器係以該光學感測器透過該自發光平面顯示器設置的第二標記之開口所感測到的該第一標記所發出的光的亮度來判斷對位狀況。
18. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該處理器根據該光學感測器所傳遞的訊號判定該自發光平面顯示器之該第一標記與第二標記之偏移誤差以判斷該自發光平面顯示器的第一基板與第二基板的對位狀況。
19. 如申請專利範圍第18項之系統，其中當該自發光平面顯示器之該第一標記與第二標記之偏移誤差達到30%，則該處理器判定該自發光平面顯示器的第一基板與第二基板對位不良。
20. 一種電子裝置，包含：如申請專利範圍第1至14項之任一項所定義的自發光平面顯示器；以及一電源供應器，電性連接於該自發光平面顯示，以供電至該該自發光平面顯示，其中該電子裝置為一手機、一數位相機、一個人數位助理、一筆記型電腦、一桌上型電腦、一電視、一衛星導航、一車上顯示器、一航空用顯示器或一可攜式DVD放影機。