專利名稱：一種有機(jī)發(fā)光顯示器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是提供一種有機(jī)發(fā)光顯示器(organic light emitting display)的制作方法，尤指一種包含有一保護(hù)層結(jié)構(gòu)(passivation structure)的有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法。
現(xiàn)有技術(shù)近年來在成功開發(fā)有機(jī)材料下，有機(jī)發(fā)光顯示器(organic light-emittingdisplay，OLED)以簡單的結(jié)構(gòu)和極佳的工作溫度、對比、視角等優(yōu)勢，逐漸在顯示器市場中受到矚目。而由于有機(jī)發(fā)光顯示器是利用由有機(jī)材料所構(gòu)成的有機(jī)發(fā)光元件來產(chǎn)生光源，所以對濕氣會有極高的敏感度，一旦有水氣接觸到有機(jī)發(fā)光元件，將會造成陰極處氧化與有機(jī)化合物界面剝離的現(xiàn)象，使元件產(chǎn)生暗點(dark spot)，這除了會使顯示質(zhì)量明顯降低外，更會造成顯示器輝度的降低，縮減顯示器的壽命。因此隨著有機(jī)發(fā)光顯示器的逐漸發(fā)展，在進(jìn)行電路元件的封裝時，所用的封裝材料除了需要有較佳的抗磨耗性與高熱傳導(dǎo)性外，更需要具有較低的濕氣穿透率，以有效隔絕有機(jī)材料與外界環(huán)境間的接觸，進(jìn)而增加電路元件的壽命。
舉例而言，在熟知顯示器封裝制程中，大多是使用由高分子膠體材料所構(gòu)成的粘接劑來使金屬或玻璃封裝蓋粘合在基板表面上，并在其間的中空部位填入干燥劑并封入干燥的氮氣，以完成顯示器的封裝。然而，此種封裝結(jié)構(gòu)僅能適用于包含有金屬或玻璃基板的顯示裝置，不能應(yīng)用于可撓式(flexible)基板的封裝。此外，金屬封裝蓋具有重量重、易被氧化等缺點，在元件制作上更具有金屬與玻璃材料間的接合性差以及與元件粘合處平坦度要求性高等的缺點。而玻璃封蓋也相當(dāng)厚重、不但易碎亦不易加工，在元件封裝時更容易因應(yīng)力不均而造成剝離現(xiàn)象，且由高分子膠體材料構(gòu)成的粘合劑對水氣的防護(hù)能力普遍不佳，因此盡管在經(jīng)過封裝后，外界環(huán)境中的濕氣仍然會逐漸滲入，對顯示元件侵蝕破壞，而影響顯示效果，并造成顯示器壽命降低。
為了克服金屬或玻璃封裝的缺點，目前的封裝方式已逐漸向全薄膜化的封裝保護(hù)進(jìn)展。請參考圖1，圖1為美國專利第5,811,177號中所揭露的一封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)16的剖面示意圖。如圖1所示，有機(jī)發(fā)光顯示器10包含一基底12、一設(shè)于基底12表面的顯示元件14以及一封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)16，它設(shè)于顯示元件14與基底12上方。其中，顯示元件14是由多個象素所構(gòu)成，并包含一設(shè)于基底12表面的驅(qū)動電路(未顯示)，以驅(qū)動各象素進(jìn)行顯示，而封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)16是一多層構(gòu)造，其包含一金屬層18、一緩沖層(bufierlayer)20、一熱系數(shù)匹配層(thermal coefficient matching layer)22、一低穿透性層(low permeability layer)24以及一密封層26，依次疊層于顯示元件14上，以達(dá)到保護(hù)顯示單元14的效果。
除此之外，臺灣專利第379513號“防濕薄膜及電發(fā)光元件”中也揭露了一種多層封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)，其是利用由玻璃或金屬基板構(gòu)成的防濕薄膜配合吸濕性樹脂、粘膠層以及透明樹脂層進(jìn)行多層疊層，覆蓋于一電致發(fā)光元件上，以防止該發(fā)光元件受到濕氣或氧氣的侵蝕。美國專利6,268,695號中也揭露一種利用無機(jī)陶瓷層以及高分子化合物交互疊層所構(gòu)成的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)。
如上所述，由于大部分的無機(jī)材料雖具有較優(yōu)的水氣防護(hù)能力，但不論是在應(yīng)力或是熱膨脹系數(shù)上，均與以有機(jī)材料為主的有機(jī)發(fā)光顯示元件有相當(dāng)程度的差異，且粘附性也不甚良好，很容易發(fā)生剝離的現(xiàn)象，因此雖然熟知封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)具有不同的封裝結(jié)構(gòu)或封裝材料，但大體而言都利用高分子材料作為一緩沖層，再配合無機(jī)材料，以多層疊層的方式在顯示元件上形成一多層的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)，以避免顯示元件中的電極材料或有機(jī)發(fā)光材料受到外界環(huán)境中濕氣的侵蝕。一般來說，一些對于水氣較敏感的顯示裝置，例如有機(jī)發(fā)光顯示器，通常都會要求水穿透率在0.05g/m2·天以下，因此熟知封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)至少都包含一個三至五層以上的多層疊層結(jié)構(gòu)，才能達(dá)到有效阻止水氣進(jìn)入的效果，然而這種多層疊層結(jié)構(gòu)雖可提供一個優(yōu)選的水氣防護(hù)效果，但在制程上卻相當(dāng)繁雜，不但需要花費較高的制造成本也需要更多的制程時間。
此外，由于上方的封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)16多為不透明，因此當(dāng)有機(jī)發(fā)光顯示器在進(jìn)行顯示時，需要利用下方的透明基板，以下板發(fā)光的方式進(jìn)行顯示，然而隨著顯示器尺寸的增加以及分辨度的提高，顯示器也逐漸由以往的被動式驅(qū)動改為主動式驅(qū)動，在主動式有機(jī)發(fā)光顯示器中，每一個象素中均需要獨立的象素驅(qū)動電路，所以會使用到較多的電路元件，并占用較大的面積，這將造成象素的開口率大幅度下降。因此當(dāng)有機(jī)發(fā)光顯示器產(chǎn)生的光線欲透過下方的透明基板進(jìn)行顯示時，將會受到象素驅(qū)動電路的阻擋，而影響發(fā)光亮度，降低顯示質(zhì)量。因此，要如何改善有機(jī)發(fā)光顯示器的封裝方式以及顯示方法實為當(dāng)前的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法，以解決上述問題。
在本發(fā)明的最佳實施例中揭露了一種有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法，該方法是先在一基板表面形成一有機(jī)發(fā)光顯示元件，該有機(jī)發(fā)光顯示元件包含有一有機(jī)發(fā)光層以及一設(shè)于該基板表面的驅(qū)動電路，接著再形成一保護(hù)層結(jié)構(gòu)覆蓋于該有機(jī)發(fā)光顯示元件以及該基板表面上方，其中該護(hù)層結(jié)構(gòu)是由一有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，且后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
本發(fā)明的保護(hù)層結(jié)構(gòu)是由單一的有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，因此可大幅度簡化熟知多層封裝結(jié)構(gòu)的制程，且可通過有機(jī)/無機(jī)比例的調(diào)整，使該保護(hù)層結(jié)構(gòu)同時具有有機(jī)材料與無機(jī)材料的特性，一方面能良好的粘附于該顯示元件，另方面具有良好的水氣防護(hù)能力，以避免水氣、氧氣或其他氣體破壞有機(jī)發(fā)光顯示元件中的有機(jī)發(fā)光層、TFT元件或其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理特性，以造成顯示質(zhì)量上的惡化以及元件壽命的降低。


圖1為已知封裝保護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的顯示器剖面示意圖。
圖3為圖2中顯示器的局部放大圖。
圖4為混合靶的示意圖。
實施方式請參考圖2，圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例中之一的有機(jī)發(fā)光顯示器110的剖面示意圖。如圖2所示，有機(jī)發(fā)光顯示器110包含有一基板112、一設(shè)于基底112表面上的顯示元件114以及一保護(hù)層結(jié)構(gòu)116覆蓋于有機(jī)發(fā)光顯示元件114及基板112上，以避免顯示元件114暴露于外界環(huán)境中。
請參考圖3，圖3為有機(jī)發(fā)光顯示器110的局部放大示意圖。如圖3所示，有機(jī)發(fā)光顯示元件114是由多個象素構(gòu)成，而每一象素都為多層疊層構(gòu)造，其包含有一導(dǎo)電層130、一發(fā)光層132、一金屬層134、一絕緣層136以及一導(dǎo)電層138，由下而上依次疊層在基板112上。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基板112為玻璃基板、塑料基板或金屬基板，導(dǎo)電層130及138通常由氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)所構(gòu)成，發(fā)光層132主要由有機(jī)材料所構(gòu)成，例如可為由共軛高分子(conjugated polymer)所構(gòu)成的有機(jī)發(fā)光層，金屬層134通常為Al-Mg合金、Al-Li合金或是Al-LiF等材料所構(gòu)成，絕緣層136通常由氮硅化合物層、硅氧化合物層或是高分子材料所構(gòu)成。此外，有機(jī)發(fā)光顯示元件114還包含有一設(shè)于基板112表面的主動式驅(qū)動電路(activedriving circuit)，其具有多個矩陣式排列的薄膜晶體管(thin film transistor)，并以主動驅(qū)動方式驅(qū)動顯示元件114內(nèi)的各象素進(jìn)行影像顯示。
保護(hù)層結(jié)構(gòu)116是由一有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，而所使用的制作方法為物理氣相沉積(PVD)過程或是化學(xué)氣相沉積(CVD)過程，且在制作該有機(jī)/無機(jī)薄膜的過程中，將會通過不斷改變有機(jī)化合物源以及無機(jī)化合物源間的比例，使所形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜中有機(jī)/無機(jī)的比例逐漸減少。因此，先形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜(靠近有機(jī)發(fā)光顯示元件114的一側(cè))將會具有較高的有機(jī)/無機(jī)比例，而后形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜(保護(hù)層結(jié)構(gòu)116中靠外側(cè)的部分)則具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光顯示器110的制作方法是先在基板112上形成有機(jī)發(fā)光顯示元件114，再形成保護(hù)層結(jié)構(gòu)116覆蓋于有機(jī)發(fā)光顯示元件114以及基板112上。由于有機(jī)發(fā)光顯示元件114的制作方法對熟知該技藝者可根據(jù)上述圖示而輕易完成，故在此不予贅述，以下僅就保護(hù)層結(jié)構(gòu)116的制作方法加以進(jìn)一步說明。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，是利用一濺鍍過程并配合一混合靶(mixtarget)，以在有機(jī)發(fā)光顯示元件114上形成該有機(jī)/無機(jī)薄膜。請參考圖4，圖4為一混合靶150的示意圖，如圖4所示，混合靶150表面具有有機(jī)材料152以及無機(jī)材料154，因此只要逐漸改變混合靶150表面上有機(jī)材料152以及無機(jī)材料154的配置比例(例如由5∶1降至1∶5)，即可控制所形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜中的有機(jī)/無機(jī)比例。在本發(fā)明的最佳實施例中，混合靶150表面的有機(jī)材料152以及無機(jī)材料154分別為一特氟隆(PTFE)以及一硅氧化合物(silicon oxide)，而所形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜為SiOxCyHz化合物。且在濺鍍過程中，是利用一遮罩來控制混合靶150表面有機(jī)材料152與無機(jī)材料154露出的面積比，并通過適當(dāng)調(diào)整該遮罩與混合靶150間的相對的位置，逐漸減少有機(jī)材料152的露出面積或增加無機(jī)材料154的露出面積，使所形成的有機(jī)/無機(jī)薄膜中的有機(jī)/無機(jī)的比例逐漸減少。因此可使得保護(hù)層結(jié)構(gòu)116在靠近有機(jī)發(fā)光顯示元件114的一側(cè)具有近似有機(jī)材料的性質(zhì)，能提供一良好的粘附力以及與有機(jī)發(fā)光顯示元件114匹配的熱膨脹系數(shù)及應(yīng)力，而在保護(hù)層結(jié)構(gòu)116的外側(cè)部分則具有較高的無機(jī)比例，而具有近似于無機(jī)材料的高水氣防護(hù)能力。
除上述實施例外，本發(fā)明中的保護(hù)層結(jié)構(gòu)116也可由其他方式來制作，例如，可利用三甲基氯硅甲烷(trimethylchlorosilane，TMCS)或六甲基二硅烷基胺(hexamethyl disilazane，HMDS)為氣體源，并配合含氧等離子體來進(jìn)行等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition)過程，以形成由SiOxCyHz化合物構(gòu)成的有機(jī)/無機(jī)薄膜而覆蓋在有機(jī)發(fā)光顯示元件114以及基板112上。同樣，在制程中可利用不同的方法以調(diào)整反應(yīng)氣體中有機(jī)/無機(jī)的比例，以控制所形成的SiOxCyHz化合物中x、y與z的比例，使得一開始形成的SiOxCyHz化合物中具有較高的有機(jī)/無機(jī)比例(y與z較高)，而后續(xù)形成的SiOxCyHz化合物的有機(jī)/無機(jī)比例逐漸遞減(y與z逐漸降低)。此外，本發(fā)明中有機(jī)/無機(jī)薄膜的材料并不限于上述的SiOxCyHz化合物，而可根據(jù)產(chǎn)品的需求而使用不同材料，例如可另外含有SiNxCyHz化合物或是SiOwNxCyHz化合物等有機(jī)/無機(jī)化合物。
值得注意的是，本發(fā)明中所揭示的有機(jī)/無機(jī)薄膜除了可兼具有有機(jī)材料與無機(jī)材料的特性外，更可通過適當(dāng)?shù)牟牧线x取及制程參數(shù)控制，來產(chǎn)生光穿透率約為40至90％的高透光性有機(jī)/無機(jī)薄膜，因此，有機(jī)發(fā)光顯示器110除了可采用玻璃基板，以下板發(fā)光的方式進(jìn)行顯示，更可利用該高透光性的有機(jī)/無機(jī)薄膜，使有機(jī)發(fā)光顯示元件114產(chǎn)生的光線向上穿過該高透光性的有機(jī)/無機(jī)薄膜而以上板發(fā)光的方式進(jìn)行顯示，因此將不會受到基底112表面電路元件的影響，而能克服熟知主動式驅(qū)動顯示器中因電路密度過高而影響顯示效果的問題。
與熟知有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法相比較，由于本發(fā)明的保護(hù)層結(jié)構(gòu)是由有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，并通過制作過程中有機(jī)/無機(jī)比例的改變，使這保護(hù)層結(jié)構(gòu)能同時兼具有有機(jī)材料與無機(jī)材料的特性，亦即一方面具有與有機(jī)發(fā)光顯示元件匹配的應(yīng)力與熱膨脹系數(shù)，另一方面又同時具有無機(jī)材料的高水氣防護(hù)能力，因此能提供一種更佳的封裝保護(hù)效果，達(dá)到改善顯示質(zhì)量以及延長元件壽命的效果。在配合適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)/無機(jī)薄膜材料的情況下，更可形成具有高度透光性的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，以上板發(fā)光的顯示方式來克服熟知主動式驅(qū)動顯示器中因電路密度過高而影響顯示效果的問題。此外，與熟知技術(shù)中所使用的多層疊層結(jié)構(gòu)相比較，本發(fā)明的保護(hù)層結(jié)構(gòu)為一單層結(jié)構(gòu)，且由單一制程所形成，因此一方面不會發(fā)生多層結(jié)構(gòu)中不同材料間介面處易于剝離的問題，另一方面亦由于結(jié)構(gòu)簡單，不但可大幅簡化制程，降低制作成本，更能縮短制造時間，有效提高生產(chǎn)能力。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡按本發(fā)明權(quán)利要求范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)包括在本發(fā)明專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法，該方法包含有下列步驟提供一基板；于該基板表面上形成一有機(jī)發(fā)光顯示元件，該有機(jī)發(fā)光顯示元件包含有一有機(jī)發(fā)光層；以及形成一保護(hù)層結(jié)構(gòu)，它覆蓋在該有機(jī)發(fā)光顯示元件以及該基板表面；其中該保護(hù)層結(jié)構(gòu)是由一有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，且后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有一較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中，該方法是使用化學(xué)氣相沉積(CVD)過程而形成該保護(hù)層結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中在進(jìn)行該化學(xué)氣相沉積過程時，將逐漸降低反應(yīng)氣體中的有機(jī)/無機(jī)比例，以使后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
4.如權(quán)利要求2的方法，其中，該化學(xué)氣相沉積過程為等離子體強(qiáng)化的化學(xué)氣相沉積(PEVCD)過程。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中，該化學(xué)氣相沉積過程中以三甲基氯硅甲烷或六甲基二硅烷基胺作為反應(yīng)氣體，并配合含氧等離子體來進(jìn)行該等子體強(qiáng)化的化學(xué)氣相沉積。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中，該有機(jī)/無機(jī)薄膜是由SiOxCyHz化合物、SiNxCyHz化合物或SiOwNxCyHz化合物所構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中，先形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較高的有機(jī)/無機(jī)比例，以增加該保護(hù)層結(jié)構(gòu)與該有機(jī)發(fā)光顯示元件間的粘附力。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中，后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例，以提供較佳的水氣防護(hù)能力。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中，該保護(hù)層結(jié)構(gòu)的厚度約為500至5000埃(angstrom)。
10.如權(quán)利要求1的方法，其中，該有機(jī)/無機(jī)薄膜的光穿透率約為40至90％。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中，該有機(jī)發(fā)光顯示元件產(chǎn)生的光線是向上穿過該有機(jī)/無機(jī)薄膜，以上板發(fā)光的方式進(jìn)行顯示。
12.一種有機(jī)發(fā)光顯示器的制作方法，該方法包含有下列步驟提供一基板；于該基板表面上形成一有機(jī)發(fā)光顯示元件，該有機(jī)發(fā)光顯示元件包含有一有機(jī)發(fā)光層；以及進(jìn)行物理氣相沉積過程，以形成一保護(hù)層結(jié)構(gòu)而覆蓋在該顯示元件以及該基板表面上；其中該保護(hù)層結(jié)構(gòu)是由有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，且在進(jìn)行該物理氣相沉積時，將逐漸降低所生成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜中的有機(jī)/無機(jī)比例，以使后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中，該物理氣相沉積過程為濺鍍過程。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中，該濺鍍過程中所用的濺鍍靶為一混合靶，該混合靶表面具有無機(jī)材料以及有機(jī)材料，以形成有機(jī)/無機(jī)薄膜。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中，在進(jìn)行濺鍍過程中，將逐漸降低該混合靶表面的有機(jī)/無機(jī)比例，以使后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
16.如權(quán)利要求14的方法，其中，該混合靶是由一硅氧化合物(siliconoxide)以及一特氟隆(PTFE)所構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求12的方法，其中，該有機(jī)/無機(jī)薄膜是由SiOxCyHz化合物、SiNxCyHz化合物或是SiOwNxCyHz化合物所構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求12的方法，其中，先形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較高的有機(jī)/無機(jī)比例，以增加該保護(hù)層結(jié)構(gòu)與該顯示元件間的粘附力。
19.如權(quán)利要求12的方法，其中，后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例，以提供較佳的水氣防護(hù)能力。
20.如權(quán)利要求12的方法，其中，該保護(hù)層結(jié)構(gòu)的厚度約為500至5000埃。
21.如權(quán)利要求12的方法，其中，該有機(jī)/無機(jī)薄膜的光穿透率約為40至90％。
22.如權(quán)利要求21的方法，其中，該有機(jī)發(fā)光顯示元件產(chǎn)生的光線是向上穿過該有機(jī)/無機(jī)薄膜，以上板發(fā)光的方式進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明是公開一種有機(jī)發(fā)光顯示器的制造方法，該方法是先在一基板表面上形成一有機(jī)發(fā)光顯示元件，該有機(jī)發(fā)光顯示元件包含一有機(jī)發(fā)光層以及一設(shè)于該基板表面的驅(qū)動電路，接著再形成一保護(hù)層結(jié)構(gòu)覆蓋于該有機(jī)發(fā)光顯示元件以及該基板表面上，其中保護(hù)層結(jié)構(gòu)是由有機(jī)/無機(jī)薄膜所構(gòu)成，且后形成部分的有機(jī)/無機(jī)薄膜具有較低的有機(jī)/無機(jī)比例。
文檔編號H05B33/04GK1527644SQ0310689
公開日2004年9月8日 申請日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者蘇志鴻, 魏大欽 申請人:友達(dá)光電股份有限公司