TWI479464B - 顯示面板及其封裝方法 - Google Patents

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TWI479464B TW102116519A TW102116519A TWI479464B TW I479464 B TWI479464 B TW I479464B TW 102116519 A TW102116519 A TW 102116519A TW 102116519 A TW102116519 A TW 102116519A TW I479464 B TWI479464 B TW I479464B
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Wei Chih Chang
Chih Hung Hsiao
Hsien Hung Chen
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Au Optronics Corp
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Description

顯示面板及其封裝方法
本發明是有關於一種顯示面板及其封裝方法，且特別是有關於一種使用雷射封裝的顯示面板及其封裝方法。
隨著科技的進步，體積龐大的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)顯示器已經漸漸地走入歷史。因此，液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有機發光二極體顯示器(Organic Light Emitting Diode display，OLED display)、電泳顯示器(Electro-Phoretic Display，EPD)、電漿顯示器(Plasma Display Panel，PDP)等顯示面板則逐漸地成為未來顯示器之主流。雷射封裝方法為目前普遍應用在顯示面板的封裝方法之一。然而，在進行雷射燒結時不可避免的其燒結路徑必須行經畫素陣列基板上的金屬引線區域。因為部分封裝膠材(frit)會受到經金屬反射的雷射光的影響，因此導致封裝膠材受熱程度分佈不均以及封裝效果不好的問題。
本發明提供一種顯示面板及其封裝方法，可避免封裝膠材受熱程度分佈不均以及封裝效果不好的問題。
本發明提出一種顯示面板的封裝方法。此顯示面板具有顯示區以及非顯示區，其中非顯示區圍繞顯示區，且此封裝方法包括以下步驟。提供第一基板，第一基板具有位於顯示區中的畫素陣列。在第一基板上的非顯示區中，形成吸收材料層。提供第二基板，第二基板具有位於非顯示區中的封裝材料層。組立第二基板與第一基板，並於第一基板以及第二基板之間形成顯示介質，其中吸收材料層與封裝材料層至少部分重疊。對第二基板上之封裝材料層進行雷射處理程序，以使封裝材料層將第一基板與第二基板黏合，其中吸收材料層用以吸收雷射處理程序中通過封裝材料層之部分雷射光。
本發明另提出一種顯示面板。此顯示面板具有顯示區以及非顯示區，其中非顯示區圍繞顯示區。此顯示面板包括第一基板、第二基板以及顯示介質。第一基板包括畫素陣列以及吸收材料層，畫素陣列位於顯示區中，且吸收材料層位於非顯示區中。第二基板包括封裝材料層，封裝材料層位於非顯示區中，其中吸收材料層與封裝材料層於垂直投影方向上至少部分重疊。顯示介質位於第一基板以及第二基板之間。
基於上述，在本發明的顯示面板及其封裝方法中，在畫素陣列基板上的非顯示區中，形成對雷射光具有高吸收特性的吸 收材料層。藉由此吸收材料層可吸收通過封裝材料層之部分雷射光，以避免封裝膠材受熱程度分佈不均以及封裝效果不好的問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧第一基板
20‧‧‧第二基板
30‧‧‧顯示介質
50‧‧‧顯示面板
100、200‧‧‧基板
110‧‧‧非顯示區
120‧‧‧顯示區
130‧‧‧畫素陣列
140‧‧‧引線
150‧‧‧引線區域
160‧‧‧吸收材料層
170‧‧‧封裝材料層
A-A’‧‧‧線
d‧‧‧厚度
DL1~DLn‧‧‧資料線
L‧‧‧雷射處理程序之雷射光
M‧‧‧移動方向
P‧‧‧畫素結構
PE‧‧‧畫素電極
SL1~SLn‧‧‧掃描線
T‧‧‧主動元件
圖1A至圖1E為依照本發明的一實施例之一種顯示面板的封裝方法的上視示意圖。
圖1F為圖1D與圖1E的顯示面板的立體展開圖。
圖2A至圖2D以及圖2F分別為圖1A至圖1E中沿線A-A’之剖面示意圖。
圖2E為圖1D中沿線B-B’之剖面示意圖。
圖3A至圖3D分別為依照本發明的其他實施例之圖案化的吸收材料層的圖案的上視示意圖。
圖4為依照本發明的其他實施例之第一基板的上視示意圖。
圖5A為具有圖4之第一基板的顯示面板的上視示意圖。
圖5B為圖5A的顯示面板的立體展開圖。
圖6為依照本發明的其他實施例之第一基板的上視示意圖。
圖7A為具有圖6之第一基板的顯示面板的上視示意圖。
圖7B為圖7A的顯示面板的立體展開圖。
在傳統的雷射封裝方法中，通過封裝膠材之雷射光(亦即，未被封裝膠材所吸收的雷射光)將被封裝膠材下方的金屬引線區域反射，經金屬反射的雷射光會再次被封裝膠材吸收，導致下方有金屬引線區域的封裝膠材有明顯地過度燒結的問題，常造成金屬引線斷線而形成亮(暗)線的缺陷，進而影響主動元件的壽命以及元件效能。再者，因為有部分的封裝膠材受金屬反射影響，而導致受熱程度分佈不均的問題，亦使得封裝效果不好。為了解決上述問題，通常需要個別微調金屬引線區域的雷射光的能量，但這也造成了製程的困難度提高、製程的時間增加以及產量下降的問題。因此，本發明提出了封裝方法以改良傳統雷射封裝程序所存在的問題。
圖1A至圖1E為依照本發明的實施例之一種顯示面板的封裝方法的上視示意圖。圖1F為圖1D與圖1E的顯示面板的立體展開圖。圖2A至圖2D以及圖2F分別為圖1A至圖1E中沿線A-A’之剖面示意圖，而圖2E為圖1D中沿線B-B’之剖面示意圖。
本發明的顯示面板50(如圖1D所示)具有顯示區120以及非顯示區110，其中非顯示區110圍繞顯示區120。在一實施例中，顯示面板50例如是液晶顯示面板、有機發光二極體顯示面板、電泳顯示面板、電漿顯示面板或是其他形式之顯示面板。本發明的顯示面板50的封裝方法包括以下步驟。
請參照圖1A及圖2A，首先，提供基板100。基板100 例如是畫素陣列基板。更詳細來說，在基板100之顯示區120中形成有畫素陣列130。在本發明中，畫素陣列130包括多條掃描線SL1~SLn、多條資料線DL1~DLn以及多個畫素結構P。
掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn彼此交越設置，且掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn之間夾有絕緣層(未繪示)。換言之，掃描線SL1~SLn的延伸方向與資料線DL1~DLn的延伸方向不平行，較佳的是，掃描線SL1~SLn的延伸方向(沿X軸方向)與資料線DL1~DLn的延伸方向(沿Y軸方向)垂直。基於導電性的考量，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn一般是使用金屬材料。然而，本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，掃描線SL1~SLn與資料線DL1~DLn也可以使用其他導電材料，例如是合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其它合適的材料、或是金屬材料與其它導電材料的堆疊層。
另外，畫素結構P包括主動元件T以及畫素電極PE。主動元件T可以是底部閘極型薄膜電晶體或是頂部閘極型薄膜電晶體，其包括閘極、通道、源極以及汲極。主動元件T與對應的一條掃描線SL1~SLn及對應的一條資料線DL1~DLn電性連接。另外，主動元件T與畫素電極PE電性連接。
基板100更包含多條引線140，形成於基板100之非顯示區110中的引線區域150中。每條引線140與一條掃描線SL1~SLn或一條資料線DL1~DLn電性連接。在一實施例中，引線140 可以是由掃描線SL1~SLn或資料線DL1~DLn延伸至非顯示區110中的引線區域150中，且引線140的材料與掃描線SL1~SLn或資料線DL1~DLn的材料可以相同或是不相同。在其他實施例中，引線140並非與掃描線SL1~SLn或資料線DL1~DLn同時形成，且引線140的材料與掃描線SL1~SLn或資料線DL1~DLn的材料可以相同或是不相同。在引線區域150中的引線140是用來與驅動元件(未繪示)電性連接。
請參照圖1B及圖2B，接著，在基板100的非顯示區110中形成吸收材料層160(厚度d)。因此，第一基板10包括基板100、具有畫素陣列130與引線140以及吸收材料層160。吸收材料層160對雷射光具有高吸收特性，其材料可包括金屬矽化物、金屬氧化物、金屬氮化物、IIIA-VA族化合物、有機化合物或是其他具有高吸收特性之物質，但不限於此。在一實施例中，吸收材料層160的材料例如是在後文的表1及表2中所列出的其中一種吸收材料。在一實施例中，吸收材料層160的形成方法包括先進行化學氣相沈積法或物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition，PVD)，再利用微影蝕刻法定義出吸收材料層160，但本發明不限於此。吸收材料層160也可以採用其他的方式來形成。
在本發明的實施例中，吸收材料層160覆蓋引線140，且吸收材料層160設置於第一基板10設置有引線140之引線區域150中。然而，本發明不限定吸收材料層160的圖案或形狀。在本發明的其他實施例中，如圖3A至圖3D所示，吸收材料層160的 圖案也可以是網狀或是條紋狀，以選擇性地覆蓋引線140。然而，本發明不限於此。本發明的圖案化的吸收材料層160之圖案亦可包括線形、矩形、正方形、三角形、圓形、橢圓形等任何形狀或其組合。在本發明中，此圖案化的吸收材料層160可選擇性保護下方的引線與其他元件，並且可利用此圖案化的吸收材料層160增加雷射封裝的有效面積，進而提升封裝強度。
請參照圖1C及圖2C，然後，提供另一基板200。基板200例如是空白的玻璃蓋板或其他透明蓋板、或是形成有導線或是其他元件的基板。在基板200之非顯示區110中設置有封裝材料層170。因此，第二基板20包括基板200以及封裝材料層170。在一實施例中，封裝材料層170包括玻璃封裝膠材。
請參照圖1D、圖2D以及2E，之後，組立第二基板20與第一基板10並於第一基板10以及第二基板20之間形成顯示介質30，其中吸收材料層160與封裝材料層170至少部分重疊。詳言之，在本發明中，吸收材料層160是設置成與第二基板20的封裝材料層170於垂直投影方向上至少部分重疊。所述垂直投影方向為沿Z軸方向，此Z軸方向與X軸和Y軸所構成的平面(亦即，掃描線SL1~SLn和資料線DL1~DLn所構成的平面)垂直。此外，將第二基板20與第一基板10組立在一起之方法包括利用壓合程序，以使第二基板20之封裝材料層170與第一基板10之基板100以及吸收材料層160接觸。另外，當顯示面板50為液晶顯示面板時，顯示介質30例如是液晶分子。在其他實施例中，當顯示面板 50為有機發光二極體顯示面板時，顯示介質30例如是有機發光層。當顯示面板50為電泳顯示面板時，顯示介質30例如是電泳顯示介質。當顯示面板50為電漿顯示面板時，顯示介質30例如是電漿顯示介質。
請參照圖1E、圖1F以及圖2F，接著，對第二基板20上之封裝材料層170進行雷射處理程序，以使封裝材料層170將第一基板10與第二基板20黏合。雷射處理程序之雷射光L的移動方向M為沿著封裝材料層170所在之處移動。在一實施例中，雷射處理程序例如是進行雷射燒結。雷射處理程序所使用的雷射光L的波長例如是介於800nm至1100nm之間。特別是，當雷射處理程序之雷射光L於通過封裝材料層170之後，則由吸收材料層160吸收通過封裝材料層170之部分雷射光。如此一來，通過封裝材料層170之部分雷射光(亦即，未被封裝材料層170所吸收的雷射光)因為被吸收材料層160吸收，因此可避免被引線140反射，進而可避免破壞封裝材料層170的結構。
在上述實施例中，吸收材料層160是設置在引線區域150中，但本發明不限於此。在本發明的其他實施例中，吸收材料層160的設置還可以有多種變化，如下說明。
圖4為依照本發明的另一實施例之第一基板的上視示意圖。圖5A為具有圖4之第一基板的顯示面板的上視示意圖。圖5B為圖5A的顯示面板的立體展開圖。請參照圖4、圖5A以及圖5B，此實施例與上述圖1E之實施例相似，因此相同的元件以相同 的符號表示，且不再重複說明。圖4、圖5A以及圖5B之實施例與上述圖1E之實施例不相同之處在於，吸收材料層160可設置成與第二基板20的封裝材料層170於垂直投影方向上完全重疊。換言之，本實施例之吸收材料層160與封裝材料層170的圖案幾乎相同，且吸收材料層160與封裝材料層170彼此重疊設置。因此，如圖5A及圖5B所示，當將第一基板10與第二基板20組立而形成顯示面板50時，封裝材料層170完全覆蓋吸收材料層160。如此一來，吸收材料層160除了可避免引線區域150中因金屬反射雷射光而破壞封裝材料層170的結構以外，還可以保護其他非金屬材料區域中的元件免於受到雷射的影響。
圖6為依照本發明的另一實施例之第一基板的上視示意圖。圖7A為具有圖6之第一基板的顯示面板的上視示意圖。圖7B為圖7A的顯示面板的立體展開圖。請參照圖6、圖7A以及圖7B，此實施例與上述圖1E之實施例相似，因此相同的元件以相同的符號表示，且不再重複說明。圖6、圖7A以及圖7B之實施例與上述圖1E之實施例不相同之處在於，吸收材料層160完全覆蓋第一基板10的非顯示區110，且吸收材料層160與第二基板20的封裝材料層170於垂直投影方向上部分重疊。因此，如圖7A及圖7B所示，當將第一基板10與第二基板20組立而形成顯示面板50時，封裝材料層170與局部的吸收材料層160重疊。如此一來，吸收材料層160除了可避免引線區域150中因金屬反射雷射光而破壞封裝材料層170的結構以外，還可以保護其他非金屬材料區 域中的元件免於受到雷射的影響。
由圖1D、圖2D、圖5A以及圖7A之實施例可知，本發明的顯示面板50具有顯示區120以及非顯示區110，其中非顯示區110圍繞顯示區120。此顯示面板50包括第一基板10、第二基板20以及顯示介質30。第一基板10包括畫素陣列130以及吸收材料層160，畫素陣列130位於顯示區120中，且吸收材料層160位於非顯示區110中。本發明的顯示面板50更包含多條引線140設置於第一基板10上，位於非顯示區110中，其中吸收材料層160覆蓋引線140，且吸收材料層160設置於第一基板10設置有引線140之引線區域150。第二基板20包括封裝材料層170，封裝材料層170位於非顯示區110中。顯示介質30位於第一基板10以及第二基板20之間。
在本發明之數個實施例中，為了吸收通過封裝材料層170之部分雷射光，吸收材料層160是使用對雷射光具有高吸收特性的適當材料且具有合適的厚度d。在下文中，將描述本發明藉由朗伯定律(Lambert's law)的式1至式3，得到吸收材料層160所需的厚度d。
在式1中，可藉由吸收材料本身的消光係數(extinction coefficient)k與所使用的雷射處理程序之雷射光L的波長λ，得到吸收材料的吸收係數α。
I =I 0 ．e -α ．d [式2]
接著，式3可由式2推導而得。在式3中，可藉由吸收材料的吸收係數α、通過封裝材料層170之雷射光的強度I0 以及通過吸收材料層160之雷射光的強度I，得到吸收材料層160所需的厚度d。
在本發明中，由於雷射處理程序之雷射光L大部分會被封裝材料層170吸收，因此假設通過封裝材料層170之雷射光的強度I0 為原本的雷射光L的強度的0.5倍、0.4倍、0.3倍、0.2倍及0.1倍，並且假設通過吸收材料層160之雷射光的強度I為原本的雷射光L的強度的0.01倍。在上述假設下，可再藉由吸收材料的吸收係數α及式3，得到吸收材料層160所需的厚度d。
如表1及表2所示，當雷射處理程序之雷射光L的波長λ分別為808nm與940nm時，相同的吸收材料可具有不同的吸收係數α。再者，表1及表2亦分別展示了當通過封裝材料層170之雷射光的強度I0 為原本的雷射光L的強度的0.5倍、0.4倍、0.3倍、0.2倍及0.1倍時，具有不同吸收材料的吸收材料層160所需的厚 度d。
因此，由表1可得知，當雷射處理程序之雷射光L的波長λ為808nm時，吸收材料層160的吸收係數α介於1.22E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且吸收材料層160所需的厚度d介於0.02 至3.2微米之間。較佳的是，吸收材料層160的吸收係數α介於1.34E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且吸收材料層160所需的厚度d介於0.02至2.91微米之間。
因此，由表2可得知，當雷射處理程序之雷射光L的波長λ為940nm時，吸收材料層160的吸收係數α介於1.09E+4cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且吸收材料層160所需的厚度d介於0.04至3.59微米之間。較佳的是，吸收材料層160的吸收係數α介於1.38E+5cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且吸收材料層160所需的厚度d介於0.04至0.28微米之間。
綜上所述，在本發明的顯示面板及其封裝方法中，在畫 素陣列基板上的金屬引線區域形成有對雷射光具有高吸收特性的吸收材料層。吸收材料層可設置成與蓋板的封裝材料層於垂直投影方向上部分重疊或完全重疊。藉由此吸收材料層可吸收通過封裝材料層之部分雷射光(亦即，未被封裝膠材所吸收的雷射光)，以避免因金屬反射雷射光造成封裝膠材過度燒結與受熱程度分佈不均的問題，進而避免封裝膠材結構遭受破壞以及封裝效果不好。因此，本發明的顯示面板及其封裝方法具有製程簡易、無需改變製程條件以及有效提升封裝強度與封裝良率的優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧第一基板
20‧‧‧第二基板
50‧‧‧顯示面板
100、200‧‧‧基板
140‧‧‧引線
160‧‧‧吸收材料層
170‧‧‧封裝材料層
A-A’‧‧‧線
d‧‧‧厚度
L‧‧‧雷射處理程序之雷射光
M‧‧‧移動方向

Claims (18)

  1. 一種顯示面板的封裝方法，該顯示面板具有一顯示區以及一非顯示區，其中該非顯示區圍繞該顯示區，且該方法包括：提供一第一基板，該第一基板具有一畫素陣列，位於該顯示區中；在該第一基板上形成一吸收材料層，位於該非顯示區中；提供一第二基板，該第二基板具有一封裝材料層，位於該非顯示區中；組立該第二基板與該第一基板，並於該第一基板以及該第二基板之間形成一顯示介質，其中該吸收材料層與該封裝材料層至少部分重疊；以及對該第二基板上之該封裝材料層進行一雷射處理程序，以使該封裝材料層將該第一基板與該第二基板黏合，其中該吸收材料層用以吸收該雷射處理程序中通過該封裝材料層之部分雷射光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的封裝方法，其中該第一基板更包含多條引線位於該非顯示區中，且該吸收材料層設置於該第一基板設置有該些引線之區域並覆蓋該些引線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示面板的封裝方法，其中該吸收材料層與該封裝材料層於一垂直投影方向上部分重疊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的封裝方法，其中該吸收材料層與該封裝材料層於一垂直投影方向上完全重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的封裝方法，其 中該雷射處理程序的波長介於800nm至1100nm之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示面板的封裝方法，其中該雷射處理程序的雷射光波長為808nm，該吸收材料層的吸收係數介於1.22E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.02至3.2微米之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板的封裝方法，其中該吸收材料層的吸收係數介於1.34E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.02至2.91微米之間。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的顯示面板的封裝方法，其中該雷射處理程序的雷射光波長為940nm，該吸收材料層的吸收係數介於1.09E+4cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.04至3.59微米之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示面板的封裝方法，其中該吸收材料層的吸收係數介於1.38E+5cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.04至0.28微米之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板的封裝方法，其中該封裝材料層包括玻璃封裝膠材(glass frit)，且該吸收材料層包括金屬矽化物、金屬氧化物、金屬氮化物、有機化合物或是IIIA-VA族化合物。
  11. 一種顯示面板，該顯示面板具有一顯示區以及一非顯示區，其中該非顯示區圍繞該顯示區，且該顯示面板包括：一第一基板，該第一基板包括一畫素陣列以及一吸收材料 層，該畫素陣列位於該顯示區中，且該吸收材料層位於該非顯示區中；一第二基板，該第二基板包括一封裝材料層，位於該非顯示區中，其中該吸收材料層與該封裝材料層於一垂直投影方向上至少部分重疊；以及一顯示介質，位於該第一基板以及該第二基板之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示面板，該第一基板更包含多條引線設置於該非顯示區中，且該吸收材料層設置於該第一基板設置有該些引線之區域並覆蓋該些引線。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示面板，其中該吸收材料層與該封裝材料層於一垂直投影方向上完全重疊。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的顯示面板，其中該吸收材料層係用於吸收雷射光的材料，吸收係數介於1.22E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.02至3.2微米之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的顯示面板，其中該吸收材料層的吸收係數介於1.34E+4cm-1 至1.03E+6cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.02至2.91微米之間。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的顯示面板，其中該吸收材料層係用於吸收雷射光的材料，吸收係數介於1.09E+4cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.04至3.59微米之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的顯示面板，其中該吸收材料層的吸收係數介於1.38E+5cm-1 至6.09E+5cm-1 之間，且該吸收材料層的厚度介於0.04至0.28微米之間。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的顯示面板，其中該封裝材料層包括玻璃封裝膠材(glass frit)，且該吸收材料層包括金屬矽化物、金屬氧化物、金屬氮化物、有機化合物或是IIIA-VA族化合物。
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