專利名稱：一種有機EL元件的阻隔(passivation)封裝方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在有機發(fā)光二極管(OLED)元件中，為確保元件內(nèi)部不受外界環(huán)境的影響所開發(fā)出來的一種以噴涂或網(wǎng)版印刷的方式涂布高分子層，以保護形成于基板上的該有機電致發(fā)光(EL)元件的封裝方法及其結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
有機EL元件為具有層狀結(jié)構(gòu)的元件，各層材料對于外界環(huán)境均有極大的敏感性。為有利于電子的注入，陰極采用低功函數(shù)的材料，然而使用低功函數(shù)的材料，容易被氧化，而且陰極材料的氧化，會大大降低該元件的效率。此外，該元件的螢光有機固體所形成的發(fā)光層及使用有機材料所形成的電子、電洞的注入層、輸送層，對于水氣、氧氣及其它環(huán)境變化的因素極為敏感，容易使該元件中的有機物結(jié)晶化，造成該有機材料層與該陰極間產(chǎn)生分離的現(xiàn)象，即出現(xiàn)所謂的黑點。所以在沒有完善的封裝來保護該元件內(nèi)部的各材料層的情況下，傳統(tǒng)的有機EL元件發(fā)光壽命極短。因此，為了增加有機EL元件的使用壽命，該元件中陰極及有機層應(yīng)受更嚴密的保護，以免受水氣、氧氣等其它外在環(huán)境的影響。
傳統(tǒng)的有機EL元件結(jié)構(gòu)中，其肋材(rib)的設(shè)計在于防止串擾(cross talk)現(xiàn)象產(chǎn)生，然而層狀的有機層與肋材間存在許多階梯狀及凹穴狀的表面，因此在進行阻隔(passivation)封裝時技術(shù)難度相當大。為能夠提高有機EL元件對水氣、氧氣的阻絕性，并方便有機EL元件的封裝，必須發(fā)明致密性高的阻隔(passivation)結(jié)構(gòu)的鍍著方式，以改善目前有機EL元件的封裝及阻隔(passivation)制程，并且免去現(xiàn)有技術(shù)中使用金屬或玻璃封裝罐的設(shè)計。此外提高有機EL元件阻隔結(jié)構(gòu)的效能，避免元件暴露在一般大氣的環(huán)境下，以延長其使用壽命。
現(xiàn)有的有機EL元件封裝方法及其阻隔結(jié)構(gòu)具有以下缺陷一、一般使用金屬或玻璃封裝罐來阻隔外在環(huán)境的影響時，金屬封裝罐具有制造成本高、易被氧化、重量重等缺點；玻璃封裝罐則具有制造加工難度大、易碎、體積大、重量重等缺點。另外，金屬或玻璃封裝罐與基板黏合處平整性的精度差，使得有機EL元件的氣密性不佳，而且封裝罐內(nèi)的干燥劑的吸濕效果有限，金屬或玻璃封裝罐在環(huán)保上也存在多種限制。
二、一般使用的多層阻隔結(jié)構(gòu)中，其高分子層以熱蒸鍍、旋轉(zhuǎn)涂布、浸鍍等方式鍍著。其中的蒸鍍法花費時間長，且成本、設(shè)備費用高昂。而使用旋轉(zhuǎn)涂布及浸鍍法鍍著時，該有機EL元件需一個一個涂著，無法以連續(xù)生產(chǎn)的方式處理，花費時間較長。
三、一般使用的多層阻隔結(jié)構(gòu)中，其EL元件及肋材結(jié)構(gòu)將導致階梯效應(yīng)(step effect)，造成鍍著阻隔層時，其阻隔層的覆蓋性差；而且以化學氣相沉積(CVD)方式雖可克服階梯覆蓋效應(yīng)的缺點，然而其花費時間長、且生產(chǎn)成本費用高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供一種封裝EL元件的方法及其結(jié)構(gòu)，直接鍍著多層防水、氧穿透的阻隔層，并以該阻隔層封裝材封裝該EL元件，用以取代金屬或玻璃等材料的封裝罐，除了可以節(jié)省封裝罐空間及重量外，制作程序上還可免去封裝對位，因此比使用封裝罐程序上更為簡便。本發(fā)明的方法是在有機EL元件為透明基板上形成氧化銦錫(ITO)陽極層，在陽極層上以蒸鍍或涂布的方式形成有機薄膜，再形成低工作函數(shù)的陰極層后，以噴涂或網(wǎng)版印刷的方式涂布高分子層，除可填補元件與肋材(rib)間的間隙外，并使表面平坦化，以消除覆蓋時的階梯效應(yīng)，利于介電與金屬等阻隔材料在鍍著時，達到阻隔結(jié)構(gòu)的致密性，使元件在多層阻隔材料的保護下與外界環(huán)境完全隔絕。
本發(fā)明所揭示的阻隔結(jié)構(gòu)與鍍著方式除可降低元件重量及適合可撓曲顯示器外，且具有下列優(yōu)點一、降低不合格率與成本。
二、制程簡易。(改善高分子層涂著制程，可以整批的方式進行阻隔結(jié)構(gòu)制作，并使生產(chǎn)連續(xù)化)。
三、因免除使用金屬或玻璃封裝罐，可減輕產(chǎn)品重量及厚度、縮小體積，且撓性好，可適用于塑料基板的有機EL元件，更適合應(yīng)用于攜帶式通訊等3C電子產(chǎn)品。
四、使用噴涂或網(wǎng)版印刷的方式，可整片涂著高分子阻隔層，簡便快速，可提高生產(chǎn)效率，適合批量生產(chǎn)。
五、可改善因元件與肋材間結(jié)構(gòu)不平整導致阻隔材料鍍著時的階梯效應(yīng)。
本發(fā)明是用于有機EL顯示器的阻隔結(jié)構(gòu)及其鍍(涂)著制程的結(jié)合技術(shù)。其以多層防水、氧阻隔結(jié)構(gòu)概念為基礎(chǔ)加以運用，并實際考慮EL元件與肋材表面結(jié)構(gòu)，提供適合批量生產(chǎn)的鍍(涂)著制程方式，也大大改進與外界環(huán)境的隔絕效果。最后以封裝材料涂著密封整個阻隔表面，取代封裝罐的設(shè)計，以提供EL元件最后保護。
為實現(xiàn)以上的目的，本發(fā)明提供一種有機EL元件的阻隔封裝方法及其結(jié)構(gòu)，該封裝方法包括提供一透明基板，該透明基板上已形成有多個有機EL元件像素，且具有多個肋材；鍍著一保護層，是在該有機EL元件像素表面鍍著一保護層，且該保護層為無機材料層；鍍著一層或一層以上的阻隔材料層，該阻隔材料層是直接形成于該有機EL元件像素上或該保護層上；涂著密封整個阻隔材料層表面，是以一封裝材料涂著覆蓋以封裝該阻隔材料層。


有關(guān)本發(fā)明的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)配合

如下。
圖1～圖4為本發(fā)明的一種有機EL元件的阻隔(passivation)封裝方法示意圖。
圖5-1為噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(Mask Pattem)示意圖。
圖5-2為該透明基板上所形成的該有機EL元件區(qū)域示意圖。
圖6-1～圖6-4為本發(fā)明的一種有機EL元件的阻隔封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
如圖1～圖4所示為本發(fā)明的實施例，示出一種有機EL元件的阻隔(passivation)封裝方法，該方法包括以下步驟如圖1所示，為提供一透明基板101的步驟，該透明基板101上已形成多個有機EL元件像素102，且具有多個肋材(rib)103；透明基板101與有機EL元件像素102間具有一ITO陽極層104作為該有機EL元件像素102的陽極，且該有機EL元件像素102上表面具有一陰極層105，設(shè)計該肋材103的目的在于防止元件產(chǎn)生cross talk現(xiàn)象。
如圖2所示，為形成一保護層的步驟，是在該有機EL元件像素102表面鍍著一陰極保護層106，為一無機材料層；且該保護層106是以一低溫化學氣相沉積方式鍍著形成，該保護層的膜厚可控制在1至10000之間，該保護層106的材質(zhì)可為SiOx、SiNx、SiOxNy、TiOx、A1Ox等無機材料。
如圖3-1所示，為鍍著一層或一層以上的阻隔(passivation)材料層的步驟，其中該阻隔材料層至少一層為高分子層，該阻隔材料層107是直接填補于該有機EL元件像素102與該肋材103間，或形成于該保護層106上；然而層狀的有機EL元件像素102與肋材103間存在許多階梯狀及凹穴狀的表面，因此在進行阻隔封裝時制作技術(shù)上有相當大的難度。所以本發(fā)明使用至少一層高分子層材料，以噴涂結(jié)合掩模圖案或網(wǎng)版印刷等方式涂著于該有機EL元件像素上，除可填補有機EL元件像素102與肋材103間的間隙外，并使表面平坦化以消除覆蓋時的階梯效應(yīng)，以利于其它的阻隔材料層介電材質(zhì)108及(或)阻隔材料層金屬材質(zhì)109等阻隔材料在鍍著時，如圖3-2所示達到阻隔(passivation)結(jié)構(gòu)的致密性，其中該阻隔材料層的高分子層材料，可為一熱固性、紫外線(UV)固化、無溶劑型低聚物(oligomer)、溶膠-凝膠(sol-gel)或有機/無機混成等材料所形成的高分子層，且該高分子層膜厚不低于肋材的高度，并控制在1至1000μm之間。另外，如圖5-1～圖5-2所示，該噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(Mask Pattern)511個數(shù)與該透明基板50上所形成的該有機EL元件區(qū)域501個數(shù)相同且位置相對，且其掩模圖案511尺寸須大于有機EL元件區(qū)域501尺寸，其中該噴涂的掩模(Mask)或網(wǎng)版51上的對位符號512，在噴涂或印刷時需對準該透明基板50上的對位符號502，其中該有機EL元件區(qū)域501中包括數(shù)千個以上的有機EL元件像素503。
最后如圖4所示，為涂著密封整個阻隔材料層表面的步驟，是以一封裝材料110涂著覆蓋以封裝該阻隔材料層107、108、109，其中該封裝材料110，為環(huán)氧(Epoxy)膠、丙烯酸(Acrylic)膠、硅酮(Silicone)膠或各式熱固化、UV膠等封裝材料。特別是，在本方法中的鍍著一保護層步驟中所鍍著陰極保護層106，及鍍著一層以上的阻隔材料層步驟中的介電材質(zhì)層108與金屬材質(zhì)層109等阻隔材料，可視其實際的實施需求，選擇性地使用該步驟。
此外本發(fā)明也揭示了一種有機EL元件的阻隔(passivation)封裝結(jié)構(gòu)。如圖6-1所示，該封裝結(jié)構(gòu)包括一透明基板601，該透明基板601上具有多個有機EL元件像素602，且具有多個肋材(rib)603；該透明基板601表面與該有機EL元件像素602間具有一ITO陽極層604，作為該有機EL元件像素602的陽極，且該有機EL元件像素602上表面具有一陰極層605。
一保護層606，該保護層606位于該有機EL元件像素602表面，是在該有機EL元件像素602表面鍍著一陰極保護層606，且該保護層606為無機材料層。
一層或一層以上的阻隔(passivation)材料層607、608、609，其中該阻隔材料層至少一層為高分子層，且該阻隔材料層的高分子層是直接形成填補于該有機EL元件像素602與該肋材603間，或形成于該保護層606上；之后再形成其它的介電材質(zhì)608與金屬材質(zhì)609等阻隔材料層。
一封裝材料層610，是涂著密封整個阻隔材料層607、608、609表面。
其中，該保護層與該阻隔材料層608、609，可以選擇性使用于該阻隔封裝結(jié)構(gòu)中，如圖6-2～圖6-4所示。
有機EL元件像素602的阻隔(passivation)層607、608、609組成為在透明基板601上形成有機EL元件像素602后，選擇性鍍著無機材料于有機EL元件像素602表面，以初步保護元件，設(shè)置該保護層606的目的在于防止高分子阻隔材料607殘留溶劑或固化后產(chǎn)生化學物侵蝕有機EL元件像素602。再以噴涂或網(wǎng)版印刷方式在元件上直接鍍著高分子阻隔材料層607，經(jīng)熱固化或UV固化，使高分子阻隔材料層607能填補元件表面使其平坦化，并消除元件與rib間間隙的階梯效應(yīng)，以利于介電材質(zhì)阻隔材料層608及(或)金屬材質(zhì)阻隔材料層609等材料在鍍著時，獲得致密的阻隔結(jié)構(gòu)，使有機EL元件像素602完全與外界隔絕。最后以封裝材料610涂著密封整個阻隔表面形成封裝結(jié)構(gòu)，為有機EL元件像素602提供最外層保護。
因此，本發(fā)明的有機EL元件的阻隔封裝方法及其結(jié)構(gòu)，確能借所揭示的技術(shù)方案，達到所預(yù)期的目的與功效，符合發(fā)明專利的新穎性、進步性與產(chǎn)業(yè)實用性的要求。
以上所揭示的附圖及說明，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的實施，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員依本發(fā)明的精神所作的各種變化或修飾，均應(yīng)涵蓋在本申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機EL元件的阻隔封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝結(jié)構(gòu)包括一透明基板(101)，該透明基板(101)上具有多個有機EL元件像素(102)，且具有多個肋材(103)；一保護層(106)，該保護層(106)位于該有機EL元件像素(102)表面，且該保護層(106)為一無機材料層；一層或一層以上的阻隔材料層(107)，其中該阻隔材料層(107)中至少一層為高分子層，且該阻隔材料層(107)是直接形成填補于該有機EL元件像素(102)與該肋材(103)間，或形成于該保護層(106)上；一封裝材料層(110)，涂著密封整個阻隔材料層(107)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該保護層(106)以一低溫化學氣相沉積方式鍍著形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該保護層(106)的材質(zhì)可為SiOx、SiNx、SiOxNy、TiOx、AlOx等無機材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該保護層(106)的膜厚控制在1至10000之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該高分子阻隔材料層(107)材料可為一熱固性、UV固化、無溶劑型低聚物、溶膠-凝膠或有機/無機混成等材料所形成的高分子層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該高分子阻隔材料層(107)的材料，是以噴涂結(jié)合掩模圖案(511)或網(wǎng)版印刷等方式涂著于該有機EL元件像素(102)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(511)個數(shù)與透明基板(50)上所形成有機EL元件區(qū)域(501)個數(shù)相同且位置相對，且其掩模圖案(511)尺寸須大于有機EL元件區(qū)域(501)尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔材料層(107)的高分子層膜厚不低于肋材的高度，并控制在1至1000μm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該一層以上的阻隔材料層(107)的材料，可為一介電材質(zhì)或金屬材質(zhì)等阻隔材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝材料為環(huán)氧膠、丙烯酸膠、硅酮膠或各式熱固化、UV膠等封裝材料。
11.一種有機EL元件的阻隔封裝方法，其特征在于，該方法包括以下步驟提供一透明基板(601)，該透明基板(601)上已形成多個有機EL元件像素(602)，且具有多個肋材(603)；形成一保護層(606)，是在該有機EL元件像素(602)表面鍍著一保護層(606)，且該保護層(606)為一無機材料層；鍍著一層或一層以上的阻隔材料層(607)、(608)、(609)，其中該阻隔材料層(607)、(608)、(609)至少一層為高分子層，且該阻隔材料層(607)、(608)、(609)是直接形成填補于該有機EL元件像素(602)與該肋材(603)間，或形成于該保護層(606)上；涂著密封整個阻隔材料層(607)、(608)、(609)表面，是以一封裝材料(610)涂著覆蓋以封裝該阻隔材料層(607)、(608)、(609)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的封裝方法，其特征在于，該保護層(606)是以一低溫化學氣相沉積方式鍍著形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的封裝方法，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層材料，是以噴涂結(jié)合掩模圖案(511)或網(wǎng)版印刷等方式涂著于該有機EL元件像素(602)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的封裝方法，其特征在于，該噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(511)個數(shù)與該透明基板(50)上所形成的該有機EL元件區(qū)域(501)個數(shù)相同且位置相對，且其掩模圖案(511)尺寸須大于有機EL元件區(qū)域(501)尺寸。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的封裝方法，其特征在于，該阻隔材料層(607)的高分子層膜厚不低于肋材(603)的高度，并控制在1至1000μm之間。
16.一種有機EL元件的阻隔封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)包括一透明基板(601)，該透明基板(601)上具有多個有機EL元件像素(602)，且具有多個肋材(603)；一層或一層以上的阻隔材料層(607)、(608)、(609)，其中該阻隔材料層(607)、(608)、(609)至少一層為高分子層，且該阻隔材料層(607)、(608)、(609)是直接形成填補于該有機EL元件像素(602)與該肋材(603)間，或形成于該保護層(606)上；一封裝材料層(610)，涂著密封整個阻隔材料層(607)、(608)、(609)表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層材料，可為一熱固性、UV固化、無溶劑型低聚物、溶膠-凝膠或有機/無機混成材料所形成的高分子層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層材料，是以噴涂結(jié)合掩模圖案(511)或網(wǎng)版印刷等方式涂著于該有機EL元件像素(602)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(511)個數(shù)與透明基板(601)上所形成有機EL元件區(qū)域(501)個數(shù)相同且位置相對，且其掩模圖案(511)尺寸須大于有機EL元件區(qū)域(501)尺寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層膜厚不低于肋材(603)的高度，并控制在1至1000μm之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該一層以上的阻隔材料層(607)、(608)、(609)的材料，可為一介電材質(zhì)或金屬材質(zhì)等阻隔材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝材料為環(huán)氧膠、丙烯酸膠、硅酮膠或各式熱固化、UV膠等封裝材料。
23.一種有機EL元件的阻隔封裝方法，其特征在于，該方法包括以下步驟提供一透明基板(601)，該透明基板(601)上已形成多個有機EL元件像素(602)，且具有多個肋材(603)；鍍著一層或一層以上的阻隔材料層(607)、(608)、(609)，其中該阻隔材料層(607)、(608)、(609)至少一層為高分子層，且該阻隔材料層(607)、(608)、(609)是直接形成填補于該有機EL元件像素(602)與該肋材(603)間；涂著密封整個阻隔材料層(607)、(608)、(609)表面，是以一封裝材料(110)涂著覆蓋以封裝該阻隔材料層(607)、(608)、(609)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的封裝方法，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層材料，是以噴涂結(jié)合掩模圖案(511)或網(wǎng)版印刷等方式涂著于該有機EL元件像素(602)上。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的封裝方法，其特征在于，該噴涂或網(wǎng)版印刷的掩模圖案(511)個數(shù)與該透明基板(50)上所形成的該有機EL元件區(qū)域(501)個數(shù)相同且位置相對，且其掩模圖案(511)尺寸須大于有機EL元件區(qū)域(501)尺寸。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的封裝方法，其特征在于，該阻隔材料層(607)、(608)、(609)的高分子層膜厚不低于肋材(603)的高度，并控制在1至1000μm之間。
全文摘要
一種有機電致發(fā)光(EL)元件的阻隔(passivation)封裝方法及其結(jié)構(gòu)。為延長有機EL元件的壽命，必須在層狀結(jié)構(gòu)的有機EL元件表面直接鍍著阻隔結(jié)構(gòu)，以完全隔絕有機層材料及電極層材料與外界環(huán)境的接觸。在有機層及電極層材料完成蒸鍍的同時，在元件表面選擇性地鍍著阻氣性無機材料，以初步保護陰極，再以噴涂或網(wǎng)印方式直接在元件上涂著高分子阻隔材料，經(jīng)熱固化或紫外線(UV)固化，用高分子層填補元件表面使其平坦化，并能消除元件與肋材(rib)間間隙的階梯效應(yīng)，以利于介電及(或)金屬等阻隔材料在鍍著時達到阻隔結(jié)構(gòu)的致密性，使有機EL元件完全與外界隔絕，最后以封裝材料涂著密封整個阻隔表面，以提供EL元件最后保護。
文檔編號H05B33/04GK1520235SQ0310087
公開日2004年8月11日 申請日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者倪瑞銘, 黃敬佩, 陳學文, 陳光榮 申請人:勝園科技股份有限公司