顯示裝置及其封裝方法
【專利摘要】本發明揭示一種顯示裝置及其封裝方法。該顯示裝置具有一第一基板設有一顯示區域與一非顯示區域，該非顯示區域環繞該顯示區域，一第二基板，對應該非顯示區域設有一光遮罩，該光遮罩具有一中心區域與二鄰接于該中心區域的側邊區域，該光遮罩由復數個透光圖案所組成；以及一玻璃膠，設置于該光遮罩上，并介于該第一基板及該第二基板之間，用以使該第一基板與該第二基板結合；其中，該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積。
【專利說明】顯示裝置及其封裝方法【技術領域】
[0001]本發明關于一種玻璃膠(Frit)封裝技術，特別是一種用于有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode,簡稱0LED)顯示裝置的封裝結構及方法。
【背景技術】
[0002]由于有機發光二極管(OLED)具有高亮度、低驅動電壓、快速響應、多色性能等優勢，已逐漸應用于平面顯示器。但倘若有機發光二極管的元件結構受到周遭環境濕氣或氧氣的滲入，則將會導致電極材料的氧化、發光效率衰退或發光色彩變化，而減短有機發光二極管的工作壽命。因此，在有機發光二極管元件的制作中，封裝制程顯得特別重要，以將有機發光二極管與周遭環境的濕氣或氧氣完全隔離。
[0003]最近發展的玻璃膠(Frit)封裝技術已應用于有機發光二極管元件的制作，其可有效地阻擋周遭環境濕氣及氧氣。這種封裝技術利用激光光束直接加熱涂布在元件基板上的玻璃膠，使該玻璃膠再熔融后固化，而將元件基板與其蓋板緊密封裝。然而，由于所使用的激光光束為圓點形狀，且元件基板上的電路布設可能造成不同的背景條件(例如，是否布設有金屬走線)，都會造成玻璃膠對激光光束的能量吸收不均勻，進而導致元件封裝效果不佳；因此，有必要發展新的玻璃膠封裝技術以對治及改善之。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本發明的目的在于:提供一種顯示裝置及其封裝方法，解決現有結構存在的元件封 裝效果不佳的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明采用的技術方案包括:
[0006]一種顯示裝置，其特征在于，其包括:
[0007]一第一基板，設有一顯示區域與一非顯示區域，該非顯示區域環繞該顯示區域，該顯示區域設置有復數發光元件，該非顯示區域具有一金屬圖案；
[0008]—第二基板，該第二基板對應該非顯不區域設有一光遮罩，該光遮罩設有一具有一中心軸線的中心區域及兩個鄰接該中心區域的側邊區域，且該光遮罩由復數個透光圖案所組成；以及
[0009]—玻璃膠，設置于該光遮罩上，并介于該第一基板及該第二基板之間；
[0010]其中，一加熱源自該第二基板朝該第一基板方向且沿該光遮罩照射該玻璃膠，以使該第一基板與該第二基板結合。
[0011]所述的顯示裝置中，該光遮罩環繞該顯示區域，且該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積。
[0012]所述的顯示裝置中，設置于該金屬圖案上的該復數個透光圖案的透光面積小于未設置于該金屬圖案上的該復數個透光圖案的透光面積。
[0013]所述的顯示裝置中，該復數個透光圖案的形狀選自由線條狀、圓點狀及方點狀組成的群體。[0014]所述的顯示裝置中，該復數個透光圖案沿該中心軸線對稱設計。
[0015]所述的顯示裝置中，該復數個透光圖案沿該中心軸線非對稱設計。
[0016]為實現上述目的，本發明采用的技術方案還包括:
[0017]一種顯示裝置的封裝方法，其特征在于，其包括下列步驟:
[0018]提供一第一基板，設有一顯示區域與一非顯示區域，該非顯示區域環繞該顯示區域，該顯示區域設置有復數發光元件，該非顯示區域具有一金屬圖案；
[0019]提供一第二基板，該第二基板對應該非顯不區域設有一光遮罩，該光遮罩設有一具有一中心軸線的中心區域及兩個鄰接該中心區域的側邊區域，且該光遮罩由復數個透光圖案所組成；
[0020]在該光遮罩上涂布玻璃膠，并加熱定型；
[0021]將該第二基板與該第一基板進行對位；以及
[0022]提供一加熱源，自該第二基板朝該第一基板方向且沿該光遮罩照射該玻璃膠，以使該第一基板與該第二基板結合。
[0023]所述的顯示裝置的封裝方法中，該光遮罩環繞該顯示區域，且該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積。
[0024]所述的顯示裝置的封裝方法中，該復數個透光圖案形狀選自由線條狀、圓點狀及方點狀組成的群體。
[0025]所述的顯示裝置的封裝方法中，該加熱源是一激光光束，該激光光束的直徑大約等于該光遮罩的寬度。
[0026]與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是:封裝效果好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1A為本實施例封裝方法依步驟進行至此的第一基板的平面示意圖；
[0028]圖1B為圖1A沿著直線A-A’而取出的剖面圖；
[0029]圖2A為本實施例封裝方法依步驟進行至此的第一基板的平面示意圖；
[0030]圖2B為圖2A沿著直線A-A’而取出的剖面圖；
[0031]圖3為本實施例封裝方法依步驟進行至此的第二基板的平面示意圖；
[0032]圖4A及4B為本實施例封裝方法依步驟進行至此的封裝結構剖面圖；
[0033]圖5A及5B為本實施例封裝方法依步驟進行至此的封裝制程示意圖；
[0034]圖6為根據本發明實施例的有機發光二極管元件的封裝結構圖；
[0035]圖7A至7D為根據本發明實施例的透光圖案示意圖；
[0036]圖8A及8B為根據本發明實施例的透光圖案示意圖。
[0037]附圖標記說明:110第一基板；112/114金屬圖案；116金屬走線；120預定密封曲線；121中心軸線；130玻璃膠；140光遮罩；141遮擋邊界區；143直線線段；145曲線線段；150第二基板；151邊角；160第三基板；170激光光束；180有機發光二極管；600有機發光
二極管元件。
【具體實施方式】
[0038]為使貴審查委員能對本發明的特征、目的及功能有更進一步的認知與了解，茲配合圖式詳細說明本發明的實施例如后。在所有的說明書及圖示中，將采用相同的元件編號以指定相同或類似的元件。
[0039]在各個實施例的說明中，當一元素被描述是在另一元素的“上方/上”或“下方/下”，指直接地或間接地在該另一元素之上或之下的情況，其可能包含設置于其間的其他元素；所謂的“直接地”指其間并未設置其他中介元素。“上方/上”或“下方/下”等的描述以圖式為基準進行說明，但也包含其他可能的方向轉變。所謂的“第一”、“第二”、及“第三”用以描述不同的元素，這些元素并不因為此謂辭而受到限制。為了說明上的便利和明確，圖式中各元素的厚度或尺寸，以夸張或省略或概略的方式表示，且各元素的尺寸并未完全為其實際的尺寸。
[0040]由于有機材料制作的光電或電子元件很容易受到濕氣及氧氣的影響而導致其性能的惡化，因此，這類有機材料元件的制作對于封裝制程的要求特別嚴格，方足以更有效及可靠地防止周遭環境濕氣及氧氣的滲入。目前業界公認玻璃膠(Frit)封裝技術為較佳的解決方案，并已應用于有機發光二極管(OLED)元件的制作中。在以下的實施例中，我們將以有機發光二極管(OLED)顯示裝置為實施對象，進行本發明技術的說明與描述，但讀者應能了解這舉例說明并不能限制本發明的施用。以下將詳述本發明實施例的顯示裝置其玻璃膠(Frit)封裝方法的流程步驟。
[0041]圖1A為本實施例的第一基板110的平面示意圖。如圖所示，該第一基板110的上表面配置有金屬圖案112及114，例如，該金屬圖案112及114可為將有機發光二極管(OLED)顯示器的薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,簡稱TFT)連接至外部電路的金屬走線。圖1B為圖1A的第一基板110沿著直線A-A’而取出的剖面圖。由于該金屬圖案112及114具有良好的反射性，在有機發光二極管(OLED)顯示器進行玻璃膠(Frit)封裝的制程中，當激光光束照射到位于該金屬圖案112及114上的玻璃膠密封膠時，激光光束會被該金屬圖案112及114反射回玻璃膠密封膠中，很可能造成此部分的玻璃膠密封膠受到過多的或不均勻的激光能量而導致缺陷的產生。該第一基板110可以是玻璃基板，或是有機發光二極管(OLED)顯示器的發光基板(EL substrate)，則有機發光二極管(未圖示)及薄膜電晶體(未圖示)可形成于該第一基板110上。
[0042]接著，一玻璃膠130可沿著一預定密封曲線120而施加于該第二基板110上，如圖2A所示。在玻璃膠(Frit)封裝制程中，該預定密封曲線120通常為環繞有機發光二極管(OLED)顯示器四周邊緣的封閉回路，用以設定玻璃膠涂布以及激光光束照射的路線；在本實施例中，該預定密封曲線120為設定于該第二基板110周圍接近邊緣的虛擬路線，可依實際狀況而設計。圖2B為圖2A的第二基板110沿著直線A-A’而取出的剖面圖。該玻璃膠130為包含玻璃及金屬粉末的膠狀物，通常可先以大約500°C的溫度烘烤至釉化，再以激光光束照射來燒結，可精準地控制玻璃膠的固化狀況。
[0043]由于在玻璃膠(Frit)封裝制程中，所使用的激光光束常為圓點狀，當它沿著該預定密封曲線120而線性(直線或曲線)連續移動、并進行玻璃膠的照射燒結時，靠近該預定密封曲線120中心軸線的部分被激光光束照射的時間較長，而累積較多的激光能量(相較于遠離該預定密封曲線120中心軸線的部分)，造成同一截面的玻璃膠密封膠受熱不均勻。此外，如圖2B所示，該玻璃膠130的左側部份位于該金屬圖案112上，在激光光束照射時會有反射現象造成該玻璃膠130累積激光能量或受熱不均勻。因此，本實施例將憑借光遮罩(photo mask)以及其透光圖案來遮擋部分的激光光束，以達到使同一截面的玻璃膠受熱均勻的補償效果。如圖3所示，一光遮罩140可沿著一與該預定密封曲線120相同的路徑而形成于一第二基板150上。該第二基板150可以是玻璃基板,或是有機發光二極管(OLED)顯示器的玻璃蓋板(cover glass)。該光遮罩140為復數個直線線段143與連接該復數個直線線段143的復數個曲線線段145所組成的一封閉曲線，該光遮罩由復數個透光圖案所組成，其透光面積及遮光量取決于該玻璃膠與該金屬圖案112或114的重疊程度、該玻璃膠的形狀以及該透光圖案與該中心軸線的距離，這將詳述于后，而該曲線線段145位于該第二基板150的四個邊角(corner) 151。
[0044]接著，將該玻璃膠130涂于該光遮罩140上，并進行預烘烤，再將該第二基板150與該第一基板110進行對位，而該玻璃膠130夾于該第一基板110與該第二基板150之間，以為后續的玻璃膠燒結固化作預備。圖4A為本實施例進行至此步驟的元件結構剖面圖；此時，該光遮罩140的路徑將對準該預定密封曲線120，也就是說該光遮罩140的透光圖案設置于該玻璃膠130與該第二基板150間。
[0045]最后，一激光光束170自該第二基板150朝第一基板110方向照射該遮罩140并且沿著該預定密封曲線120而照射該玻璃膠130，如圖5A所示。憑借該光遮罩140線性連續移動的該激光光束170，使該玻璃膠130具有均勻的熱能量于其激光光束170所照射該玻璃膠170的截面上，并使該玻璃膠130無論是否有覆蓋金屬圖案都能接受到合適的熱能量，而達成良好的燒結及固化。在本實施例中，該激光光束170的直徑大約等于該光遮罩140的線徑寬度，而有別于現有技術采用比玻璃膠寬度大出約0.6?1.5mm的激光光束直徑。此外，在本實施例中，該激光光束170采用的波長為808nm ；但本發明并不對此加以限制，其也可為800nm至1064nm的波長范圍。
[0046]在另一實施例中，該光遮罩140形成于一透明的第三基板160上，而非直接形成于該第二基板150上。在該第一基板110與該第二基板150面對面地夾著該玻璃膠密封膠130之后，再將該第三基板160盡可能地平行靠近該第二基板150，并使該光遮罩140的路徑將對準該預定密封曲線120 (但該光遮罩140不須接觸到該第二基板150)，其結構剖面如圖4B所示。此時，該激光光束170也經過該光遮罩140并且沿著該預定密封曲線120而照射該玻璃膠130，如圖5B所示。
[0047]應用于有機發光二極管(OLED)顯示器上，圖6為根據本發明實施例的有機發光二極管元件600的封裝結構圖。該有機發光二極管元件600包含一第一基板110、一第二基板150及一玻璃膠130 ;其中該第一基板110上設置有一有機發光二極管180及一金屬走線116,該第二基板150上設置有一光遮罩140,該玻璃膠130設置于該第一基板110及該第二基板150之間，該玻璃膠130在該第一基板110表面上所形成的密封曲線與該光遮罩140在該第二基板表面上所形成的遮光路徑相同，且該遮光路徑與該密封曲線上下對準。該光遮罩140包含多個遮光路段，各遮光路段具有一透光圖案，其密度及遮光量取決于該遮光路段與該金屬走線的重疊程度以及該透光圖案與該遮光路段中心軸線的距離。該第一基板110、該玻璃膠130、該光遮罩140及該第二基板150請參考上述實施例的說明，在此不再贅述。
[0048]在上述各實施例中，該光遮罩140的各個遮光路段的透光圖案設計對本發明技術的實施效果有重大的影響。以下以線條形狀所形成的陣列圖案來說明該透光圖案的可能設計。該光遮罩140設有一具有一中心軸線121的中心區域、及二鄰接該中心區域的側邊區域。第一例為該玻璃膠130未覆蓋任何金屬圖案的情況。在此，為了補償該激光光束170線性連續照射時，該預定密封曲線120在靠近中心軸線121的部分會比遠離中心軸線121的部分累積較多的激光能量，因此，該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積，如圖7A所示，而在該預定密封曲線120的外也可制作遮擋邊界區141，使得該激光光束170的能量不至于外泄到該預定密封曲線120之外，而損傷發光元件的有機材料的發光特性。該遮擋邊界區141也可在該預定密封曲線120的兩側增加該玻璃膠130熔融后的導熱區，而將余熱導至該第二基板150，避免余熱傳導至該第一基板110上可能的有機材料蒸鍍區。類似地，該透光圖案也可設計成方點狀、圓點狀或虛線形的陣列圖案，其分別示意繪制于圖7B、7C及7D，都有助于玻璃膠密封膠于同一截面上的均勻受熱。
[0049]第二例為該玻璃膠130覆蓋部分金屬圖案的情況，例如圖2A的虛線區域B，其上半部覆蓋該金屬圖案114，而其下半部未覆蓋該金屬圖案114。在此，為了補償該激光光束170照射時，經過該遮光路段位于該金屬圖案114(可能為金屬走線)上的部分會將光反射回該玻璃膠130，造成該部份玻璃膠130的二次吸熱，因此該光遮罩140在位于該金屬圖案114上的部分的透光圖案的透光面積小于其余部分的透光圖案透光面積。如圖8A所示，該光遮罩140上半部的線條陣列透光面積小于其下半部的線條陣列透光面積。
[0050]第三例也為該玻璃膠130覆蓋部分金屬圖案的情況，例如圖2A的虛線區域C，其左半部覆蓋該金屬圖案112，而其右半部未覆蓋該金屬圖案112。在此，為了補償該激光光束170照射時，經過該光遮罩14左半部的光會被該金屬圖案112反射回該玻璃膠130，造成該部份玻璃膠130的二次吸熱，因此該光遮罩140左半部的線條陣列的透光圖案其透光面積小于其右半部的線條陣列其透光圖案的透光面積，如圖8B所示。
[0051]以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種顯示裝置，其特征在于，其包括: 一第一基板，設有一顯示區域與一非顯示區域，該非顯示區域環繞該顯示區域，該顯示區域設置有復數發光元件，該非顯示區域具有一金屬圖案； 一第二基板，該第二基板對應該非顯示區域設有一光遮罩，該光遮罩設有一具有一中心軸線的中心區域及兩個鄰接該中心區域的側邊區域，且該光遮罩由復數個透光圖案所組成；以及 一玻璃膠，設置于該光遮罩上，并介于該第一基板及該第二基板之間； 其中，一加熱源自該第二基板朝該第一基板方向且沿該光遮罩照射該玻璃膠，以使該第一基板與該第二基板結合。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該光遮罩環繞該顯示區域，且該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積。
3.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，設置于該金屬圖案上的該復數個透光圖案的透光面積小于未設置于該金屬圖案上的該復數個透光圖案的透光面積。
4.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該復數個透光圖案的形狀選自由線條狀、圓點狀及方點狀組成的群體。
5.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該復數個透光圖案沿該中心軸線對稱設計。
6.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，該復數個透光圖案沿該中心軸線非對稱設計。
7.—種顯示裝置的封裝方法，其特征在于，其包括下列步驟: 提供一第一基板，設有一顯示區域與一非顯示區域，該非顯示區域環繞該顯示區域，該顯示區域設置有復數發光元件，該非顯示區域具有一金屬圖案； 提供一第二基板，該第二基板對應該非顯示區域設有一光遮罩，該光遮罩設有一具有一中心軸線的中心區域及兩個鄰接該中心區域的側邊區域，且該光遮罩由復數個透光圖案所組成； 在該光遮罩上涂布玻璃膠，并加熱定型； 將該第二基板與該第一基板進行對位；以及 提供一加熱源，自該第二基板朝該第一基板方向且沿該光遮罩照射該玻璃膠，以使該第一基板與該第二基板結合。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該光遮罩環繞該顯示區域，且該中心區域的該復數個透光圖案的透光面積小于該復數個側邊區域的該復數個透光圖案的透光面積。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該復數個透光圖案形狀選自由線條狀、圓點狀及方點狀組成的群體。
10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，該加熱源是一激光光束，該激光光束的直徑大約等于該光遮罩的寬度。
【文檔編號】H01L27/32GK103943648SQ201310020246
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月18日 優先權日:2013年1月18日
【發明者】林敦煌, 黃浩榕, 周皓煜, 李吉欣 申請人:群創光電股份有限公司