TWI514642B - 顯示面板之封裝方法及封裝結構 - Google Patents

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Description

顯示面板之封裝方法及封裝結構
本發明是有關於一種顯示面板的封裝方法及封裝結構，特別是指一種利用玻璃膠封合的顯示面板封裝方法及封裝結構。
一般的電子元件容易因接觸水而短路損壞，顯示面板也不例外。尤其是有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)顯示器，由於OLED元件對水、氧氣極為敏感，導致元件效率衰減及壽命降低，故需要使用阻水性及氣密性佳的黏著膠材進行封合以在面板封裝後仍保持良好的阻水率及氣密性。
傳統的封裝方式係在基板邊緣塗佈UV膠或熱固膠材，利用其可藉由照射紫外光硬化或使用高溫將膠材固化的特性封合上下兩基板。然而，UV膠的阻水性質(水氣穿透率WVTR,Water Vapor Transmission Rate)並不佳，而無法滿足OLED顯示器的阻水氧需求，因此一般於下發光顯示OLED(Bottom emission OLED)要在顯示面板內額外放置乾燥劑用以吸收透過膠材滲入面板內水氣，避免水氣使顯示面板產生故障。
因此，目前發展出利用玻璃膠(Frit)代替UV膠或熱固膠材做為封裝材料，玻璃膠是一種具有無機材料且阻水氧性質良好的膠材，然其在黏合上下基板前需要藉由高溫製程(以現有技術來說，一般需要高於400℃以上溫度)進行預燒結(pre-sintering)以提昇其緻密性及與基板的黏附性，但由於基板上的其他有機層(如彩色濾光層)容易受高溫破壞造成瑕疵。
本發明係有關於一種顯示面板的封裝方法及封裝結構，其利用玻璃膠封合上下基板，具有良好的阻水率及較佳的顯示面板品質。
根據本發明之一方面，提出一種顯示面板的封裝方法。封裝方法包括提供第一基板；塗佈玻璃膠於第一基板上；在塗佈玻璃膠後，以預定溫度對玻璃膠進行預燒結；在預燒結玻璃膠後，再形成濾光層單元於第一基板上；提供第二基板，相對第一基板設置；以及令該玻璃膠藉由雷射方式封合第一基板與第二基板。
根據本發明之另一方面，提出一種顯示面板的封裝結構。封裝結構包括第一基板、玻璃膠以及第二基板。第一基板上具有一濾光層單元，該濾光層單元是由有機的濾光材料所構 成。第二基板與第一基板相對設置並具有顯示元件，顯示元件與濾光層單元相對。玻璃膠位於第一基板與第二基板之間，用以封合第一基板與第二基板，該濾光層單元及該顯示元件位於該玻璃膠內側。其中，濾光層單元係在玻璃膠於第一基板上預燒結後才形成於第一基板上，且玻璃膠具有一分布於側緣的有機物。
根據本發明之又一方面，提出一種顯示面板的封裝結構。封裝結構包括第一基板、第二基板以及玻璃膠。第一基板具有由有機材料構成的濾光層單元。第二基板具有顯示元件，顯示元件與濾光層相對設置。玻璃膠位於第一基板與第二基板之間，用以封合第一基板與第二基板。其中，玻璃膠具有一表層摻雜區，該表層摻雜區中分布有該濾光層單元的殘留物。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧封裝結構
100‧‧‧第一基板
110‧‧‧濾光層單元
110’‧‧‧濾光材料
200‧‧‧玻璃膠
201‧‧‧表層摻雜區
210‧‧‧容置空間
220‧‧‧頂面
300‧‧‧第二基板
310‧‧‧顯示元件
S01-S06‧‧‧步驟
T‧‧‧厚度
第1圖繪示依照本發明一實施例之封裝結構的立體示意圖。
第2圖繪示依照本發明一實施例之顯示面板封裝方法的流程圖。
第3A至第3D圖繪示依照第2圖之顯示面板封裝方法的示意圖。
第4圖繪示第1圖中A區域的俯視圖。
第5圖繪示第1圖中A區域的剖面圖。
請參照第1圖，其繪示依照本發明一實施例之顯示面板封裝結構10的立體圖。封裝結構10包括第一基板100、玻璃膠200以及第二基板300。第一基板100為彩色濾光片基板。第二基板300為一陣列基板。玻璃膠200位於第一基板100與第二基板300之間。由於玻璃膠200具有良好的阻水氧性質，封裝結構10具有高阻水率，可用在對水、氧氣敏感的顯示面板，例如有機發光二極體顯示面板。
以下將以第2圖至第3D圖說明第1圖之封裝結構10的封裝方法，其中第2圖繪示依照本發明一實施例之顯示面板封裝方法的流程圖，第3A圖至第3D圖則繪示第1圖之顯示面板封裝方法的示意圖。
如第2圖之步驟S01與第3A圖所示，提供第一基板100。第一基板100例如是一般的玻璃基板，在後續的製程中將作為彩色濾光片基板(Color Filter,CF)之用。接著如第2圖之步驟S02，在第一基板100之上塗佈玻璃膠200。玻璃膠200可利用網印及點膠方式塗佈在第一基板100上，以在第一基板的內部形成容置空間210。
玻璃膠(Frit)200是一種具有良好阻水率的膠材，係作為無機黏合劑，用來在後續製程中封合第一基板100。玻璃膠之成份可包括金屬氧化物類玻璃，例如PbO、Bi2 O3 、SiO2 、B2 O3、P2 O5 、ZnO及Al2 O3 中的一種或多種，本發明並不對其成分限制，先前技術中使用的玻璃膠皆可應用於本發明。
為使玻璃膠200的阻水性質更佳，需如第2圖之步驟S03所示，用特定之熱源進行預燒結(pre-sintering)製程，使玻璃膠200的內部結 構更為緻密，並增加其與第一基板100的黏合性。預燒結製程可採用雷射、紅外線或烘箱(Oven)作為熱源，較佳的方式是採用烘箱，因為雷射光束加熱區域可以非常集中而能避免基板上彩色濾光層的熱破壞，但雷射燒結方式的缺點在於：其瞬間加熱的高能量及雷射光束的高速移動速率可能會使玻璃膠內部產生氣泡及產生裂痕，且易發生雷射光束重複行經區域的玻璃膠的緻密性產生差異及玻璃膠材出現缺口，故在本實施例中亦是以烘箱為實施方式，其具有較均勻、穩定及階段性的加熱效果。如第3A圖所示，第一基板100上僅有玻璃膠200，由於第一基板100具高耐熱性，因此可將整個第一基板100及其上的玻璃膠200一同置入烘箱中進行預燒結，而不用擔心如先前技術中的製程所產生的彩色濾光層損壞瑕疵。預燒結的溫度和時間依選用的玻璃膠不同會有變化，但以目前的玻璃膠材料來說，一般都需要超過400℃的製程溫度，而眾所皆知的是有機材料(如CF)係容易受熱損壞的，故本發明強調的即在於，以創新的製程步驟來使得CF材料與玻璃膠均能在後續使用上達到良好的品質。
接著，如第2圖之步驟S04及第3B圖所示，在預燒結處理後的第一基板100上沉積濾光材料110’而整層覆蓋第一基板100以及玻璃膠200。然後如第3C圖所示，以曝光及顯影製程去除多餘部份的濾光材料110’，在容置空間210內形成濾光層單元110。更詳細地說，是先藉由曝光定義圖形化區域，再以顯影液去除多餘部分的濾光材料110’而形成濾光層單元110。
濾光材料110’例如是彩色光阻等有機材料，而多餘部份係指像素發光區域以外的濾光材料，特別是玻璃膠200頂面220處的濾光材 料110’需仔細去除，以避免降低玻璃膠200的黏合性。圖式中為簡化說明，係以單一濾光層單元110為例。然在實際應用上，可分別灑佈紅色、綠色及藍色(RGB)的三色濾光材料，並去除多餘部份，形成包括三色濾光層(紅色濾光層、綠色濾光層以及藍色濾光層)的濾光層單元110，以使第一基板100作為彩色濾光片基板之用。濾光層單元110形成之後，便完成如第3C圖所示的彩色濾光片基板。
補充說明的是，本發明顯示面板的封裝結構實際上也有可能還具有一黑色矩陣層，即，一般所稱的BM(圖未示)；當使用樹脂材料構成黑色矩陣層時，黑色矩陣層是與濾光層單元110一起製作，若使用如鉻等金屬或合金構成時，則黑色矩陣層可在第一基板100形成玻璃膠200前先行製作於第一基板100上，因為金屬或合金不會受預燒結的溫度影響。
再來，如第2圖之步驟S05及第3D圖所示，提供一第二基板300與第一基板100對接。第二基板300例如是陣列基板，具有顯示元件310，對接時係將顯示元件310置入容置空間210中，使第二基板300接觸玻璃膠200，並使顯示元件310與濾光層單元110的位置相對應。一實施例中，顯示元件310是有機發光層。
最後，如第2圖之步驟S06所示，以高功率雷射照射玻璃膠200使其成熔融狀，一般來說雷射溫度會高於預燒結溫度，目前的雷射製程需約600℃以上溫度以燒結封合第一基板100與第二基板300，便完成第3D圖所示的封裝結構10。特別注意的是，所使用的雷射的功率與照射時間會依選用的玻璃膠不同而改變，本發明並不加以限制。
此外，本發明還提供一種封裝結構10，是依上述實施例的 封裝方法製成。請參照第4圖及第5圖，第4圖繪示第1圖之封裝結構10內區域A之玻璃膠200的放大圖；第5圖繪示第1圖之區域A的剖面圖。玻璃膠200在未接觸第一基板100及未接觸第二基板300處的側緣，也就是鄰近容置區域210的邊緣以及外側邊緣具有表層摻雜區201，表層摻雜區201內除了玻璃膠之外，還有濾光材料110’所殘留的有機物。這些濾光材料110’係來自形成濾光層單元110步驟(第2圖S04、第3B圖)時滲透入玻璃膠的濾光材料，並因後續玻璃膠的雷射燒結而碳化形成。在一實施例中，由於滲入之濾光材料110'較多，因此經雷射接合步驟(第2圖S06)後此殘留之濾光材料110’會在光學顯微鏡下呈現焦黑狀而能明顯辨識；或在另一實施例中，殘留的有機物較少時仍可由成份分析得知。一實施例中，此殘留之濾光材料110’的厚度T介於0.01~3微米(μm)，既不會影響玻璃膠200的黏性、也不會降低玻璃膠200的阻水氣效果。
本發明上述實施例的顯示面板封裝方法及封裝結構，係以玻璃膠接合彩色濾光片基板與陣列基板，且由於玻璃膠係在濾光層形成之前便進行預燒結，預燒結製程不會破壞濾光層，可用烘箱均勻穩定地進行，提升玻璃膠的緻密性，而不會像以往雷射預燒結時加熱速度過快產生氣泡、裂痕及玻璃膠出現缺口等問題，因此可令接合完成之顯示面板封裝結構的阻水性佳、封裝品質好。
綜上所述，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。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。
S01-S06‧‧‧步驟

Claims (17)

  1. 一種顯示面板的封裝方法，包括下列步驟：提供一第一基板；塗佈一玻璃膠於該第一基板上；在塗佈該玻璃膠後，以一預定溫度對該玻璃膠進行預燒結；在預燒結該玻璃膠後，再形成一濾光層單元於該第一基板上；提供一第二基板，相對該第一基板設置；以及令該玻璃膠藉由雷射方式封合該第一基板與該第二基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板的封裝方法，其中形成該濾光層單元的步驟中，係先沉積至少一有機濾光材料覆蓋該第一基板與該玻璃膠，再以一顯影製程去除覆蓋該玻璃膠的該濾光材料。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板的封裝方法，其中在對該玻璃膠進行預燒結的步驟中，係將塗佈該玻璃膠的該第一基板置於一烘箱中進行該玻璃膠的預燒結。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板的封裝方法，其中該玻璃膠的預燒結溫度範圍為300~550℃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板的封裝方法，其中在令該玻璃膠藉由雷射封合該第一基板與該第二基板的步驟 中，係以雷射燒結該玻璃膠與該第一基板、該第二基板的連接處，以使該第一基板與該第二基板藉由該玻璃膠彼此封合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板的封裝方法，其中該濾光層單元包括一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示面板的封裝方法，其中該第二基板為一陣列基板且包括一顯示元件，該顯示元件係與該濾光層單元相對設置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示面板的封裝方法，其中該第二基板的顯示元件是一有機發光層。
  9. 一種顯示面板的封裝結構，包括：一第一基板，其上具有一濾光層單元，該濾光層單元是由至少一有機的濾光材料所構成；一第二基板，與該第一基板相對設置並具有一顯示元件，該顯示元件與該濾光層單元相對；以及一玻璃膠，位於該第一基板與該第二基板之間，用以封合該第一基板與該第二基板，該濾光層單元及該顯示元件位於該玻璃膠內側；其中，該濾光層單元係在該玻璃膠於該第一基板上預燒結後才形成於該第一基板上，且該玻璃膠具有一分布於側緣的有機物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其 中該玻璃膠係先以300~550℃的溫度進行預燒結而形成於該第一基板上。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其中該玻璃膠的有機物的分布層厚度為0.01~3微米。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其中該玻璃膠的有機物是該濾光層單元的殘留物。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其中該第二基板的顯示元件是一有機發光層。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其中該濾光層單元包括一紅色濾光層、一綠色濾光層以及一藍色濾光層。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之顯示面板的封裝結構，其中該玻璃膠具有一表層摻雜區，該表層摻雜區含有該濾光層單元的有機材料。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示面板的封裝結構，其中該玻璃膠的表層摻雜區厚度介於0.01~3微米。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之顯示面板的封裝結構，其中該玻璃膠的表層摻雜區位於該玻璃膠未與該第一基板、第二基板接觸的側緣。
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