TWI627778B - 有機發光顯示裝置及其密封方法 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種有機發光顯示裝置及其密封方法，根據本發明的一實施方式的有機發光顯示裝置包括：顯示基板；密封基板，與顯示基板相對佈置；顯示單元，形成在顯示基板上，且包括有機發光元件；及密封構件，隔著顯示單元使顯示基板與所述密封基板相黏合。其中，密封構件由微晶玻璃形成，以使與玻璃基板之間的熱膨脹系數差異最小化，使在黏合面的熱應力最小化，阻斷由於外部衝擊的裂紋進展，從而能夠提高耐衝擊性。
Description
本發明涉及一種有機發光顯示裝置及其密封方法，更詳細地，涉及一種包括由微晶玻璃形成的密封構件的有機發光顯示裝置及其密封方法。
有機發光顯示裝置作為通過電激發有機化合物來發光的自發光顯示器，其能在低電壓下驅動、響應速度更快、視角廣、對比度高、可以減小厚度和重量，因此其目前正在商品化，且人們對有機發光顯示裝置不斷地進行研究和開發。
通常，有機發光顯示裝置具有將顯示單元的顯示基板通過黏合構件附著於與顯示基板相對的密封基板而成的形式，而顯示單元包括有機發光元件(organic light emitting diode)，以用作顯示器。
在這種有機發光顯示裝置中，例如，由於來自為形成顯示單元的電機而使用的透明導電氧化物等的氧氣導致發光層劣化或因發光層-界面之間的反應而劣化等，各種內因會發生劣化。並且，從外部進入的水分、氧氣、紫外線及在裝置製造過程中所發生的外因也會導致劣化。尤其，來自外部的氧氣和水分對有機發光元件的壽命造成致命的影響，因此，當製造有機發光顯示裝置時，密封是很重要的。
通常，用於黏合基板的黏合構件用作從外部環境進行密封的密封構件，這種密封構件因受到外部衝擊或壓力而容易破損。因此，為了完全密封構成顯示單元的有機發光元件以消除外部影響，仍然需要用於防止密封構件的破損的改進方案。
本發明旨在解決上述現有技術的問題，其目的在於提供一種提高用於黏合基板之間且從外部阻斷有機發光元件的密封構件的強度，以防止由於外部衝擊導致的裂紋的有機發光顯示裝置及其密封方法。
根據本發明的一實施方式的有機發光顯示裝置包括：顯示基板；密封基板，與顯示基板相對佈置；顯示單元，形成在顯示基板上，且包括有機發光元件；及密封構件，隔著顯示單元使顯示基板與密封基板相黏合。其中，密封構件由微晶玻璃形成。
根據本實施例，顯示基板可以由玻璃形成，且在顯示基板與密封構件的境界可以以氧原子為媒介形成化學結合。
並且，根據本實施例的有機發光顯示裝置在密封基板的與顯示基板不相對的一側還可包括偏光板，所述偏光板附著於密封基板。
另外，根據本實施例，密封構件的微晶玻璃可以包括Zn2V2O7和α-Zn2V2O7中的至少一種。
根據本發明的一實施方式的有機發光顯示裝置的密封方法包括如下步驟：準備密封基板和具有包括有機發光元件的顯示單元的顯示基板；沿著
與顯示基板相對的密封基板的一面的側部塗敷包括玻璃質的密封用漿料；在結晶化溫度下進行加熱，使得所塗敷的密封用漿料的玻璃質變成結晶質；以隔著密封用漿料與所述密封基板排列的方式佈置所述顯示基板；及通過對密封用漿料照射雷射來進行固化，以使顯示基板與密封基板相黏合。
根據本實施例，為對密封用漿料進行固化而照射的雷射可以被照射到在顯示基板上的與密封用漿料的端部相對應的區域。
並且，根據本實施例的有機發光顯示裝置的密封方法還可包括在密封基板的與顯示基板不相對的一側上附著偏光板的步驟。
而且，根據本實施例，密封用漿料的玻璃質結晶可以包括Zn2V2O7和α-Zn2V2O7中的至少一種。
根據本發明的一實施方式，通過將微晶玻璃用作用於黏合有機發光顯示裝置的基板之間而密封有機發光元件的密封構件，來阻斷由於外部衝擊引起的裂紋進展，以能夠抑制破損。並且，通過密封構件的結晶化，可以提高基板與密封構件之間的黏合強度。
100‧‧‧有機發光顯示裝置
110‧‧‧顯示基板
120‧‧‧密封基板
130‧‧‧顯示單元
131‧‧‧緩衝層
132‧‧‧驅動半導體層
132c‧‧‧溝道區域
132d‧‧‧漏區
132s‧‧‧源區域
133‧‧‧柵極絕緣膜
134‧‧‧層間絕緣膜
135‧‧‧驅動薄膜晶體管
135d‧‧‧驅動漏電極
135s‧‧‧驅動源電極
136d‧‧‧數據線
136c‧‧‧共同電源線
137‧‧‧平坦化膜
138‧‧‧有機發光元件
138c‧‧‧共同電極
138e‧‧‧有機發光層
138p‧‧‧圖元電極
139‧‧‧圖元定義膜
140‧‧‧偏光板
150‧‧‧密封構件
151‧‧‧結晶
153‧‧‧玻璃質
圖1為根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置的側截面圖。
圖2為根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置的顯示單元的擴大截面圖。
圖3為順次示出根據本發明的一實施例對有機發光顯示裝置進行密封的過程的附圖。
圖4至圖6為示出在不同的第一次加熱溫度下的玻璃粉的X射線繞射(X-
ray Diffraction，XRD)測定結果的圖表。
圖7為根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置中密封構件的境界的擴大圖。
圖8為在本發明的比較例和一個實施例中裂紋形成在密封構件的狀態的示意圖。
在下文中，參考附圖，會對本發明的優選實施方式進行詳細描述，使得本發明可被本領域技術人員容易地實施。為了說明的簡潔與描述無關的部件被省略，且縱貫全文，相同的參考數字表示相同的部件。
將理解的是，當組件被稱為“在”另一組件“上”時，組件可“直接在”所述另一組件“上”，或者也可在它們之間存在中間組件。並且，為了方便地進行說明，任意表示附圖中所示的各個結構的大小及厚度，因此本發明並不限於附圖中所示的部分。
即，在不超過本發明的精神和範圍的基礎上，本說明書所記載的特定形狀、結構及特性的一種實施方式能夠以其他的實施方式變更實現。此外，應理解為，每個實施方式的個別構成要素的位置或配置在不脫離本發明的精神和範圍的基礎上能夠進行變更。因此，後述的本發明並非旨在限定，本發明的範圍包括權利要求中所要求的範圍以及與其等同的所有範圍。
圖1為根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置的側截面圖。參照圖1，根據本實施例的有機發光顯示裝置100包括相對的顯示基板110和密封基板120、形成在顯示基板上的顯示單元130、形成在密封基板上的偏光板140及用於使顯示基板110與密封基板120相黏合的密封構件150。
在本發明的一實施例中，顯示基板110可以形成為由玻璃等製成的絕緣基板。並且，在本發明的一實施例中，密封基板120隔著顯示單元130與顯示基板110相對佈置，以用來保護顯示單元130。在本實施例中，密封基板120可以形成為由如玻璃等透明材料製成的絕緣基板，使得在顯示單元130發生的光通過密封基板120被放出。
在本發明的一實施例中，顯示單元130包括有機發光元件，以用來當施加電壓時自發光。
圖2為示出根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置的顯示單元的擴大截面圖，參照圖2，在根據本實施例的顯示單元130中，在顯示基板110上可以順次設置有緩衝層131、驅動半導體層132、柵極絕緣膜133、層間絕緣膜134、驅動薄膜晶體管135及平坦化膜137，且有機發光元件138可以形成在平坦化膜137上。
有機發光元件138可以包括圖元電極138p、形成在圖元電極138p上的有機發光層138e及形成在有機發光層138e上的共同電極138c。在此，圖元電極138p可以為空穴注入電極即陽(+)極，在這種情況下，共同電極138c可以為電子注入電極即陰(-)極。或者，根據有機發光顯示裝置的驅動方法，圖元電極可以成為陰極且共同電極可以成為陽極。空穴和電子從圖元電極138p和共同電極138c被分別注入有機發光層138e中，然後，當通過所注入的空穴和電子結合而成的激子(exiton)從激發態回落至基態時，發出光。有機發光層138e可以包括紅色發光層、綠色發光層及藍色發光層，以便實現有機發光顯示裝置的全彩化。例如，可以通過在列方向上形成相同顏色的發光層且在行方向上順次形成紅色發光層、綠色發光層及藍色發光層的方式實
現，或也可以通過其他各種方式實現。
在根據本實施例的有機發光顯示裝置100中，顯示單元130可以被配置成在密封基板120方向發出光的頂部發光型，為此，圖元電極138p可以使用反射電極，而共同電極138c可以使用透射電極或半透電極。但是，本發明不限於此，也可以將有機發光顯示裝置配置為底部發光型或雙面發光型。
另一方面，緩衝層131用來防止雜質元素的滲透並使表面平坦化，可以使用氮化矽(SiNx)膜、氧化矽(SiOx)膜及氧氮化矽(SiOxNy)膜中的一種。形成在緩衝層131上的驅動半導體層132可以形成為多晶矽膜，且可以包括溝道區域132c、源區域132s及漏區132d，所述溝道區域132c中未摻雜雜質，且例如，所述源區域132s及漏區132d位於溝道區域132c兩側並P+摻雜而形成。柵極絕緣膜133可以由氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)等形成，且在柵極絕緣膜133上可以形成包括驅動柵極(圖中未示出)的柵極線。在柵極絕緣膜133上可以形成與柵極絕緣膜133相同地能由氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)等形成的層間絕緣膜134。柵極絕緣膜133和層間絕緣膜134可以形成有露出驅動半導體層132的源區域132s和漏區132d的多個貫通孔。並且，在層間絕緣膜134上形成有包括驅動源電極135s和驅動漏電極135d的數據配線，使得驅動源電極135s和驅動漏電極135d可以通過多個貫通孔與驅動半導體層132的源區域132s和漏區132d相連接。如上所述，可以形成包括驅動半導體層132、驅動柵極、驅動源電極135s及驅動漏電極135d的驅動薄膜晶體管135。另一方面，數據配線還可包括數據線136d、共同電源線136c等。
平坦化膜137形成在層間絕緣膜134上，用來消除階梯差並進行平坦化，以便提高將形成在平坦化膜137上的有機發光元件138的發光效率。平
坦化膜137可以形成為覆蓋層間絕緣膜134上的數據配線，且可以形成有露出漏電極135d的一部分的接觸孔137h，且可以由聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylates resin)、環氧樹脂(epoxy resin)、酚醛樹脂(phenolic resin)、聚醯胺樹脂(polyamides resin)、聚醯亞胺樹脂(polyimides rein)、不飽和聚酯樹脂(unsaturated polyesters resin)、聚苯醚樹脂(poly phenylenethers resin)、聚苯硫醚樹脂(poly phenylenesulfides resin)及苯並環丁烯(benzocyclobutene,BCB)中的至少一種材料製成。在平坦化膜137上可以形成有包括露出各個像素電極138p的多個開口部的像素定義膜139，由此，形成有像素定義膜139的部分實際上可以成為非發光區域，而形成有像素定義膜139的開口部的部分實際上可以成為發光區域。
上述包括有機發光元件138的顯示單元130的結構僅為示範性，而本發明不限於上述說明，其結構可以由本領域技術人員通過已知的方式改變。例如，平坦化膜和層間絕緣膜中的任一種可以被省略，或將構成各層的材料可以變更為已知的其他材料。
再參照圖1，在本發明的一實施例中，偏光板140可以形成在密封基板120上，以用來提高有機發光顯示裝置100的能見度。例如，偏光板140可以配置成包括位於密封基板120上的相位延遲膜和位於相位延遲膜上的偏光膜。
在本發明的一實施例中，密封構件150用來黏合顯示基板110與密封基板120之間並密封在其間的包括有機發光元件的顯示單元130，以防止顯示單元130受到從外部進入的水分、氧氣、紫外線等的影響。在圖1中，參照密封構件150的示意性擴大截面圖，根據本實施例的密封構件150可以由結
晶質玻璃形成。即，密封構件150可以形成為在玻璃質(非晶質)153中包含結晶151的形狀。
在本實施例中，通過微晶玻璃構成密封構件，從而，即使從外部施加衝擊，也可以抑制151密封構件的破損並提高基板之間的黏合強度。對此，在後面詳細說明。
圖3為順次示出根據本發明的一實施例密封有機發光顯示裝置的過程的附圖，下面，參照附圖對有機發光顯示裝置的密封方法具體說明。
首先，參照圖3的(a)部分，在準備在一面附著有偏光板140的密封基板120之後，沿著未附著偏光板140的一面的邊緣塗敷密封用漿料。如前面所述，密封基板120可以由如玻璃等透明絕緣基板形成，偏光板140可以包括順次附著於密封基板120上的相位延遲膜和偏光膜。在本實施例中，雖然使用已附著有偏光板140的密封基板120，但可以在黏合密封基板120與顯示基板110之間後附著偏光板140，或也可以不附著偏光板140。
密封用漿料可以為將玻璃粉分散於有機載體(vehicle)的漿料，其中，有機載體可以具有在對漿料組合物賦予液體性質的有機黏合劑(binder)中包含有機溶劑的形式。作為有機黏合劑，除了丙烯酸聚合物之外，可以混合使用一種或兩種以上的纖維素聚合物，且有機溶劑可以採用乙二醇醚系列，但只要其與有機黏合劑相容，均可使用通常的已知材料而不受限制。而且，密封用漿料的玻璃粉可以包括例如氧化鋅(ZnO)、五氧化二釩(V2O5)、二氧化碲(TeO2)等。但是，上述密封用漿料的組分不限於如示例所示的組分，而在不脫離本發明的精神的範疇內，可以由本領域技術人員進行改變。
在將密封用漿料塗敷並幹燥之後，如圖3的(b)部分所示，在幹燥後進行
燒成(第一次加熱)，以使玻璃粉結晶化。即，密封用漿料的玻璃粉經過幹燥之後，通過進行第一次加熱來製成為微晶玻璃。其中，在進行幹燥和第一次加熱時，含有在密封用漿料中的有機黏合劑和有機溶劑等可以被熱揮發而除去。
下表1示意性示出玻璃粉所包含的組成元素，玻璃粉的結晶化所需的加熱溫度可以取決於組成元素。
圖4為示出在不同第一次加熱溫度下的樣品2的玻璃粉的X射線繞射(X-ray Diffraction，XRD)測定結果的圖表，具體而言，圖4的(a)部分至(c)部分分別示出在400℃、430℃及450℃第一次加熱溫度下的XRD結果。
由圖4可見，在以400℃溫度進行第一次加熱的情況下(圖4的(a)部分)，因未實現結晶化，而在X射線繞射測定結果中未出現峰值點，與此相反，在以430℃和450℃溫度進行第一次加熱的情況下(圖4的(b)部分和(c)部分)，因實現了結晶化，而在X射線繞射測定結果中出現峰值點。即，是否結晶化，由第一次加熱溫度決定。
圖5和圖6為示出當與圖4相同地對樣品2的玻璃粉分別以430℃和450℃溫度進行第一次加熱時的X射線繞射測定結果的圖表，首先，參照圖5，當以430℃溫度加熱樣品2的玻璃粉時，主要形成Zn2V2O7的結晶(參見圖5的(b)部分)，因此，導致如圖5的(a)部分所示的X射線繞射測定結果。並且，參照圖6，當以430℃溫度加熱樣品2的玻璃粉時，除了Zn2V2O7的結晶(參見圖6
的(c)部分)之外，還形成α-Zn2V2O7的結晶(參見圖6的(b)部分)，從而，導致如圖6的(a)部分所示的X射線繞射測定結果。
如上所述，可以確定根據第一次加熱溫度而結晶化進行程度和結晶相也發生變化。
表2為示出對結晶化前後的熱膨脹系數(coefficient of thermal expansion，CTE)進行測定的值，由此可以確定與結晶化前相比，在結晶化之後的熱膨脹系數降低。
如上所述，當通過第一次加熱使玻璃粉結晶化時，緻密化即密度變高，由此熱膨脹系數降低。因此，可以使與顯示基板110(熱膨脹系數：40x10-7/℃)黏合的玻璃粉的熱膨脹系數近似於顯示基板110的熱膨脹系數，當密封時，與顯示基板110之間的應力變低，因此能夠提高黏合強度。
表3示出為在對樣品2的結晶前後的強度進行試驗而增加跌落高度的過程中確定是否發生破損的跌落試驗(drop test)的結果。具體而言，在結晶化前的跌落試驗是指當以400℃溫度進行第一次加熱時進行的兩次跌落試驗，而在結晶化後的跌落試驗是指當分別以430℃和450℃溫度進行第一次加熱時進行的跌落試驗。由表3可知，在結晶化前，在從95cm或者87cm的高處跌落的情況下發生破損，與此相反，當以430℃溫度進行第一次加熱而結晶化時，在從118cm的高處跌落的情況下發生破損，當以450℃溫度進行
第一次加熱而結晶化時，在從162cm的高處跌落的情況下才發生破損。即，由此可以確定在結晶化之後強度提高，且根據結晶化程度和結晶相而強度出現差異。
接著，參照圖3的(c)部分，在對密封用漿料進行第一次加熱之後，準備形成有顯示單元130的顯示基板110，排列以使顯示基板110附著於密封基板120。如前面所述，顯示基板110可以由如玻璃等絕緣基板製成，而顯示單元130可以包括有機發光元件，從而通過電信號能夠自發光。
參照圖3的(d)部分，在使顯示基板110與密封基板120隔著密封用漿料的經過結晶化的玻璃粉進行排列之後，通過照射激光來使玻璃粉軟化流動。由此，通過密封構件150使顯示基板110與密封基板120相黏合，以將兩個基板之間密封，以便防止顯示單元130受到外部環境的影響。
在本實施例中，如圖3的(d)部分所示，對在顯示基板110的上部中與所塗敷的密封用漿料的端部相對應的區域照射激光，從而將其能源直接傳達到玻璃粉，以使玻璃粉熔融，然後再冷卻，從而可以保持微晶玻璃狀態。或者，也可以通過相同的方法對密封基板120上照射激光來進行固化。
在本實施例中，當照射激光時，可以使用紅外激光，例如800~820nm波長範圍的紅外線。通過使如上所述照射激光而結晶化的玻璃粉熔融後再固化，從而附著於顯示基板110與密封基板120之間。具體而言，在照射激
光的過程中，通過第一次加熱形成的玻璃粉中結晶151保持不變，而僅玻璃質153進行軟化流動，然後保持結晶化狀態下附著於顯示基板110。
如上所述，在本實施例中，通過利用紅外激光的低溫局部加熱實現密封，因此，從密封部分隔開的有機發光元件受到較小的熱影響，從而可以防止元件的劣化。
另一方面，在玻璃粉通過照射激光附著於顯示基板110的過程中，在境界部分可以形成化學結合。
圖7為示出根據本發明的一實施例的有機發光顯示裝置中密封構件的境界的擴大圖，參照圖7，在相互附著的顯示基板110與密封構件150之間的境界，在通過照射激光而密封構件150的玻璃質153熔融後固化的過程中可以實現化學結合。例如，若玻璃粉包括ZnO且顯示基板110包括SiO2，則它們可以以氧原子為媒介化學結合。如上所述，當照射激光時，在顯示基板110與密封構件150的境界面可以發生化學結合，由此可以期待顯示基板110與密封構件150之間的黏合強度得到提高。
如上所述，在本發明的一實施例中，將使有機發光顯示裝置100的顯示基板110和密封基板120相黏合且密封包括有機發光元件的顯示單元130的密封構件150由微晶玻璃形成，從而可以提高基板之間的黏合強度。並且，根據本實施例，通過密封構件150中結晶的存在可以抑制由於外部衝擊引起的破損。
圖8為在本發明的比較例(a)和一個實施例(b)中裂紋形成在密封構件的狀態的示意圖。參照附圖，如圖8的(a)部分所示，在密封構件形成為非晶質的情況下，當施加臨界點以上的外力時，以缺陷部分為中心可以容易出現
裂紋。與此相反，如圖8的(b)部分所示，在密封構件由結晶質玻璃形成的情況下，即使因施加臨界點以上的外力而以缺陷部分為中心裂紋進展，也達到結晶部分就停止裂紋的傳播。
如上所述，通過密封構件中的結晶的存在，即使由於外部衝擊而施加臨界點以上的外力，也使裂紋最小化來能夠抑制破損。
前文結合附圖說明瞭本發明的優選實施例，但本發明所屬領域中具有通常知識者當知，在沒有變更本發明技術思想或必要特徵的情形下可以出現其它各種具體形態的實施例。因此上述實施例在所有方面都只是例示而沒有限定性。
Claims (6)
- 一種有機發光顯示裝置，包括：顯示基板；密封基板，與所述顯示基板相對佈置；顯示單元，形成在所述顯示基板上，且包括有機發光元件；及密封構件，隔著所述顯示單元使所述顯示基板與所述密封基板相黏合，其中，所述密封構件由微晶玻璃形成，且其中，所述密封構件的微晶玻璃包括Zn2V2O7和α-Zn2V2O7中的至少一種。
- 如請求項1所述的有機發光顯示裝置，其中，所述顯示基板由玻璃形成，且在所述顯示基板與所述密封構件的境界以氧原子為媒介形成化學結合。
- 如請求項1所述的有機發光顯示裝置，其中，在所述密封基板的與所述顯示基板不相對的一側還包括偏光板，所述偏光板附著於所述密封基板。
- 一種有機發光顯示裝置的密封方法，包括如下步驟：準備密封基板和具有包括有機發光元件的顯示單元的顯示基板；沿著與所述顯示基板相對的所述密封基板的一面的側部塗敷包括玻璃質的密封用漿料；在結晶化溫度下進行加熱，使得所塗敷的所述密封用漿料的玻璃質變成結晶質； 以隔著所述密封用漿料與所述密封基板排列的方式佈置所述顯示基板；及通過對所述密封用漿料照射激光來進行固化，以使所述顯示基板與所述密封基板相黏合，且其中，所述密封用漿料的玻璃質結晶包括Zn2V2O7和α-Zn2V2O7中的至少一種。
- 如請求項4所述的有機發光顯示裝置的密封方法，其中，為對所述密封用漿料進行固化而照射的激光被照射到在所述顯示基板上的與所述密封用漿料的端部相對應的區域。
- 如請求項4所述的有機發光顯示裝置的密封方法，還包括在所述密封基板的與所述顯示基板不相對的一側上附著偏光板的步驟。
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