專利名稱：顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子顯示元器件領(lǐng)域，涉及一種顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
現(xiàn)有習用的方法是，在OLED/PLED顯示元件的玻璃基板上完成金屬電極與有機發(fā)光體薄膜的蒸鍍制程之后，會以蓋板封裝玻璃基板表面的元件。而且為了延長顯示元件的使用壽命，現(xiàn)已發(fā)展出多種降低濕度的技術(shù)，例如在玻璃基板上直接涂布光硬化樹脂、鍍上金屬氧化物、氯化物、硫化物、覆蓋防水性保護膜、采用密閉式蓋板封裝等方法，但是仍發(fā)現(xiàn)漏電流、干擾、氧化物溶解等缺點。如

圖1至圖3所示，為習知OLED/PLED顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，如圖1所示，一OLED/PLED顯示元件10包含有一玻璃基板12，一封膠層14系涂布于玻璃基板12的邊框處，以及一蓋板16系藉由封膠層14的黏著性以與玻璃基板12的表面邊框處接合，進而封成一個密閉空間18。玻璃基板12表面上包含有一積層物20，系經(jīng)由一陽極導電層22一有機發(fā)光材料層24以及一陰極金屬層26所構(gòu)成。其中封膠層14系為紫外線(UV)硬化膠，蓋板16系采用比玻璃基板12面積稍小的金屬或玻璃材質(zhì)所制成，可封裝住積層物20，只外露預備用以電子構(gòu)裝驅(qū)動電路的電極。
OLED/PLED顯示元件10的封裝材料大多是延用LCD封裝所使用的UV硬化膠，然而UV硬化膠主要為環(huán)氧樹脂(epoxy)材質(zhì)，對于氧氣、水氣與高溫有高敏感特性的有機材料來說，環(huán)氧樹脂材質(zhì)無法完全隔離氧氣、水氣，且無法提供玻璃基板與蓋板的極佳接合性能，故不敷OLED/PLED顯示元件10的要求。為了改善圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)，其中一種方法如圖2所示，系于密閉空間18內(nèi)填滿一封合膠28，以包裹住積層物20，其中另一種方法如圖3所示系于密閉空間18內(nèi)填滿封合膠28以包裹住積層物20，但是省略封膠層14的制作。由于封合膠28的材質(zhì)大多為UV硬化或熱硬化的環(huán)氧樹脂，其具有出氣(out gassing)現(xiàn)象故含有大量水氣分子，很容易使有機發(fā)光材料層24以及陰極金屬層26之間產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。
除此之外，可考慮采用玻璃材質(zhì)作為封裝材料。由于玻璃材質(zhì)本身具有絕佳的氣密性能，且與玻璃基板具有相近的膨脹系數(shù)，因此諸如傳統(tǒng)顯示器的陰極射線管(cathode ray tube，CRT)、新型顯示器的電漿顯示面板(Plasmadisplay panel，PDP)的封膠材皆是利用玻璃膠如玻璃熔料(frit)或焊接玻璃(solder glass)。其封裝制程是將工件送入高溫爐內(nèi)燒結(jié)，但是即便是高含鉛量的非結(jié)晶型PbO-B2O3混合系玻璃膠，其封合的作業(yè)溫度亦必須達到320℃以上，遠超過OLED/PLED顯示元件的有機發(fā)光材料的Tg點(玻璃轉(zhuǎn)換溫度，約90℃左右)。因此，就封裝制程的考量上，若要采用玻璃膠作為OLED/PLED顯示元件的封裝材料，則需舍棄高溫爐的燒結(jié)方法，而改以局部加熱的方式，但仍有熱硬力產(chǎn)生的問題，故需謹慎選用加熱方式。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)包括有一玻璃基板其上表面上設(shè)有一發(fā)光元件；一玻璃蓋板，其下表面的邊框處系與玻璃基板的上表面邊框處接合，以構(gòu)成一密閉空間；以及一封膠層，系形成于玻璃基板與玻璃蓋板的邊框接合處，其中封膠層系由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成；其特征在于該玻璃蓋板的下表面包含有一阻隔壁結(jié)構(gòu)，該阻隔壁結(jié)構(gòu)環(huán)繞于該發(fā)光元件的外圍，而該封膠層環(huán)繞于該阻隔壁的外圍；該玻璃蓋板的下表面制有一凹槽，該凹槽的位置與該發(fā)光元件的位置相對應(yīng)；該封膠層的玻璃膠材質(zhì)內(nèi)混合有填充粒子(spacer)。以及該阻隔壁結(jié)構(gòu)系由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成；該阻隔壁結(jié)構(gòu)系由陶瓷材料所構(gòu)成；該顯示元件是一有機發(fā)光二極體(organic light emitting diode，OLED)；該顯示元件也可以是一高分子發(fā)光二極體(polymer light emittingdiode，PLED)；該發(fā)光元件是由至少一陽極導電層、一有機發(fā)光材料層以及一陰極金屬層所構(gòu)成的積層物。
本發(fā)明一種顯示元件的封裝方法，包括有下列步驟提供一具有上述封裝結(jié)構(gòu)的顯示元件；提供一承座，并將該顯示元件放置于該承座上；提供一加壓板，并將其放置于該顯示元件的上方；提供一高功率激光光束，其可穿透玻璃蓋板而聚焦于該封膠層，以燒結(jié)該玻璃膠材質(zhì)；以及施加一適當壓力于該承座與該加壓板上。
該承座材料是熱傳導性佳的金屬材質(zhì)。
該加壓板材料是熱傳導性佳的金屬材質(zhì)。
由于在本發(fā)明中，采用了在玻璃蓋板的下表面包含有一阻隔壁結(jié)構(gòu)，該阻隔壁結(jié)構(gòu)環(huán)繞于該發(fā)光元件的外圍，而該封膠層環(huán)繞于該阻隔壁的外圍，可維持玻璃蓋板與玻璃基板之間的間隙的均一性；第二，可隔絕因為燒結(jié)玻璃膠時產(chǎn)生的輻射熱，進而避免發(fā)光元件被燒傷；第三，可防止玻璃膠溢入密閉空間而接觸到發(fā)光元件，以確保顯示元件的發(fā)光品質(zhì)；第四，可補強玻璃膠的氣密度，以近一步提升氧氣、水氣的隔絕能力。用以維持玻璃蓋板與玻璃基板的間隙的均一性；本發(fā)明的玻璃蓋板制作成為凹槽形狀，以增加第二種改良式蓋板與發(fā)光元件的間的密閉空隙，用以防止傳導至第二種改良式蓋板的輻射熱燒傷發(fā)光元件。
由于玻璃膠內(nèi)混合有填充粒子，其功用可使玻璃蓋板與玻璃基板之間維持均一間隙，而玻璃膠的功用可達成隔絕氧氣、水氣的目的，以大幅效提升顯示元件的操作環(huán)境條件與使用壽命。
本發(fā)明采用高功率激光束作為燒結(jié)源，提供極小區(qū)域的強力熱源的優(yōu)點，可防止聚焦區(qū)域周圍的材料溫度過高，并可免除熱硬力產(chǎn)生的問題。并且燒結(jié)玻璃膠所產(chǎn)生的高溫可經(jīng)由上方的加壓板及下方的承座而垂直導離。
圖8本發(fā)明實施例3的OLED/PLED顯示元件封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。件號說明習知技術(shù)10顯示元件 12玻璃基板14封膠層 16蓋板18密閉空間 20積層物22陽極導電層 24有機發(fā)光材料層26陰極金屬層 28封合膠本發(fā)明技術(shù)30、60、70顯示元件32玻璃基板 34發(fā)光元件36陽極導電層 38有機發(fā)光材料層40陰極金屬層 42封膠層44玻璃蓋板 46加壓板48承座 50激光光束52適當壓力 62第一種改良式蓋板6小阻隔壁結(jié)構(gòu) 66玻璃膠72第二種改良式蓋板在本發(fā)明中，封膠層42的主要材質(zhì)為玻璃膠，并于玻璃膠內(nèi)混合有填充粒子(spacer)，其中填充粒子的功用可使玻璃蓋板44與玻璃基板32之間維持均一間隙，而玻璃膠的功用可達成隔絕氧氣、水氣的目的，以大幅效提升OLED/PLED顯示元件30的操作環(huán)境條件與使用壽命。
見圖5，其顯示本發(fā)明第一實施例的OLED/PLED顯示元件30的封裝方法的剖面示意圖。本發(fā)明應(yīng)用于封膠層42的燒結(jié)方法，系采用高功率激光束作為燒結(jié)源，利用激光束可提供極小區(qū)域的強力熱源的優(yōu)點，可防止聚焦區(qū)域周圍的材料溫度過高，并可免除熱硬力產(chǎn)生的問題。
在本發(fā)明的封裝方法中，系將上述的OLED/PLED顯示元件30放置于一加壓板46與一承座48之間，并提供一高功率激光束50以及一適當壓力52。其中，加壓板46與承座48的材質(zhì)可選用熱傳導性佳的金屬材料，如銅(Cu)。值得注意的是，當OLED/PLED顯示元件30使用錮錫氧化物(indium tinoxide，IT0)作為透明導電電極時，則需考慮選用可穿透透明玻璃且不被ITO吸收的激光束，故在較佳實施例中所使用的激光束波長為550nm以上，例如高功率二極體激光(波長為800nm)、Nd-YAG激光(波長為1064nm)。
由此激光束50可穿透玻璃蓋板44而聚焦于封膠層42的玻璃膠材質(zhì)上，以達到燒結(jié)玻璃膠的目的。同時在加壓板46與承座48上施加的適當壓力52具有以下優(yōu)點第一，可以將玻璃蓋板44與玻璃基板42之間的間隙壓至填充粒子的大小，以確保玻璃蓋板44與玻璃基板32之間維持均一間隙；第二，藉由施加此適當壓力52可吸收燒結(jié)玻璃膠時產(chǎn)生的高溫，以避免玻璃膠附近的玻璃蓋板44與玻璃基板42產(chǎn)生過大的溫差而變形、破裂，亦可避免玻璃膠附近的發(fā)光元件34受到高溫損害。除此之外，由于玻璃材質(zhì)的導熱能力遠低于金屬材質(zhì)，fOEED/ELED顯示元件30的玻璃蓋板44與玻璃基板32的厚度僅有0.7mm左右，遠小于玻璃膠至發(fā)光元件34的距離，因此燒結(jié)玻璃膠所產(chǎn)生的高溫可經(jīng)由上方的加壓板46、下方的承座48而垂直導離。
實施例2見圖6與圖7，圖6顯示本發(fā)明實施例2的OLED/PLED顯示元件60的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，圖7顯示本發(fā)明第二實施例的第一種改良式蓋板62的上視圖。
本發(fā)明實施例2系提供一第一種改良式蓋板62，其玻璃蓋板44的邊框處制作有一阻隔壁結(jié)構(gòu)64，而玻璃蓋板44的最外圍邊框處涂布有一玻璃膠66，則第一種改良式蓋板62的邊框處可與玻璃基板32的表面邊框處接合，以封裝形成一個密閉空間。其中，阻隔壁結(jié)構(gòu)64的材質(zhì)可為玻璃膠或是陶瓷材料，系以任一種燒結(jié)方式事先制作于玻璃蓋板44上，具有以下功能第一，可取代第一實施例的封膠層42中所使用的填充粒子，用以維持玻璃蓋板44與玻璃基板32的間隙的均一性；第二，可隔絕因為燒結(jié)玻璃膠66時產(chǎn)生的輻射熱，進而避免發(fā)光元件34被燒傷；第三，可防止玻璃膠66溢入密閉空間而接觸到發(fā)光元件34，以確保OLED/PLED顯示元件60的發(fā)光品質(zhì)；第四，可補強玻璃膠66的氣密度，以近一步提升氧氣、水氣的隔絕能力。
本發(fā)明實施例2的OLED/PLED顯示元件60的封裝方法系與實施例1所述相同。不同的是由于并未于玻璃膠66內(nèi)混入填充粒子，因此激光光束可順利地聚焦在玻璃膠66上，且不透明的玻璃膠66可防止激光光束穿透至玻璃基板32。
實施例3見圖8，其顯示本發(fā)明第三實施例的OLED/PLED顯示元件70的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。延續(xù)實施例1的封裝結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的實施例3系提供一第二種改良式蓋板62，可利用噴砂或蝕刻方式將原本的玻璃蓋板制作成為凹槽形狀，以增加第二種改良式蓋板72與發(fā)光元件34的間的密閉空隙，用以防止傳導至第二種改良式蓋板72的輻射熱燒傷發(fā)光元件34。此外，在本發(fā)明第三實施例中，封膠層42的材質(zhì)可為玻璃膠，或是混合有填充粒子的玻璃膠。至于本發(fā)明實施例3的OLED/PLED顯示元件70的封裝方法系與施例1所述相同。
權(quán)利要求
1.一種顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，包括有一玻璃基板，其上表面設(shè)置有一發(fā)光元件；一玻璃蓋板，其下表面的邊框處系與該玻璃基板的上表面邊框處接合，以構(gòu)成一密閉空間；一封膠層，系形成于該玻璃基板與該玻璃蓋板的邊框接合處，該封膠層是由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成；其特征在于該玻璃蓋板的下表面包含有一阻隔壁結(jié)構(gòu)，該阻隔壁結(jié)構(gòu)環(huán)繞于該發(fā)光元件的外圍，而該封膠層環(huán)繞于該阻隔壁的外圍；該玻璃蓋板的下表面制有一凹槽，該凹槽的位置與該發(fā)光元件的位置相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封膠層的玻璃膠材質(zhì)內(nèi)混合有填充粒子(spacer)。
3.如權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔壁結(jié)構(gòu)系由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔壁結(jié)構(gòu)系由陶瓷材料所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該顯示元件系為一有機發(fā)光二極體(organic light emitting diode，OLED)。
6.如權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該顯示元件系為一高分子發(fā)光二極體(polymer light emitting diode，PLED)。
7.如權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該發(fā)光元件是由至少一陽極導電層、一有機發(fā)光材料層以及一陰極金屬層所構(gòu)成的積層物
8.一種權(quán)利要求1所述顯示元件的封裝方法，其特征在于至少包括下列步驟提供一顯示元件，該顯示元件包含有一發(fā)光元件，該發(fā)光元件系制作于一玻璃基板的上表面，一玻璃蓋板系與該玻璃基板的上表面邊框處接合，以及一封膠層系形成于該玻璃基板與該玻璃蓋板的邊框接合處，其中該封膠層系由一玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成；提供一承座，并將該顯示元件放置于該承座上；提供一加壓板，并將其放置于該顯示元件的上方；提供一高功率激光光束，其可穿透玻璃蓋板而聚焦于該封膠層，以燒結(jié)該玻璃膠材質(zhì)；以及施加一適當壓力于該承座與該加壓板上。
9.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該承座材料是熱傳導性佳的金屬材質(zhì)。
10.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該加壓板材料是熱傳導性佳的金屬材質(zhì)。
11.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該高功率激光光束的波長大于550nm。
12.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該封膠層的玻璃膠材質(zhì)內(nèi)混合有填充粒子。
13.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該玻璃蓋板的下表面包含有一阻隔壁結(jié)構(gòu)，該阻隔壁系環(huán)繞于該發(fā)光元件的外圍，而該封膠層系環(huán)繞于該阻隔壁的外圍。
14.如權(quán)利要求13所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該阻隔壁系由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求13所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該阻隔壁系由陶瓷材料所構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該玻璃蓋板的下表面包含有一凹槽，該凹槽的位置與該發(fā)光元件的位置相對應(yīng)。
17.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該顯示元件是一有機發(fā)光二極體(organic light emitting diode，OLED)。
18.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該顯示元件是一高分子發(fā)光二極體(Polymer light emitting diode，PLED)。
19.如權(quán)利要求8所述顯示元件的封裝方法，其特征在于，該發(fā)光元件是由至少一陽極導電層、一有機發(fā)光材料層以及一陰極金屬層所構(gòu)成的積層物。
全文摘要
一種顯示元件的封裝結(jié)構(gòu)，包括有一玻璃基板，其上表面用以設(shè)置一發(fā)光元件；一玻璃蓋板，其下表面的邊框處系與該玻璃基板的上表面邊框處接合，以構(gòu)成一密閉空間；以及一封膠層，系形成于該玻璃基板與該玻璃蓋板的邊框接合處，其中該封膠層系由玻璃膠材質(zhì)所構(gòu)成。該顯示元件的封裝方法，是先將顯示元件放置于一承座上再將一加壓板放置于顯示元件的上方，然后提供一高功率激光光束，其可穿透玻璃蓋板而聚焦于封膠層，進而燒結(jié)玻璃膠材質(zhì)。同時，可施加一適當壓力于承座與加壓板上。
文檔編號H01L23/02GK1414643SQ01136819
公開日2003年4月30日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月24日
發(fā)明者李建興, 陳純鑒, 蔡峻偉, 葉政男 申請人:翰立光電股份有限公司