TWI486091B - 顯示元件之密封方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種顯示元件之密封方法,特別係有關於一種可應用於OLED元件或OTFT元件的密封方法。
最近,有關作為顯示元件之OTFT(有機薄膜電晶體)以及OLED的研究正積極地進行著。前述顯示元件為了應用於顯示裝置,會經過密封或封入的製程。
在過去,作為前述密封或封入的方法,通常可應用以封入組成物將下部密封構件與上部密封構件之端部密封的方法。然而,如OLED之顯示元件因被要求大型化,將習知密封方法應用在2吋以上的大型OLED元件的密封時,空隙部分受壓並且上部密封構件會與下部密封構件接觸,故產生了使下部密封構件的發光體受損的問題。
為了解決前述問題,下述專利文獻1中雖揭示有如第1圖所示般使用含有大粒徑之間隔物的密封用接著劑組成物,並裝設吸著乾燥體層來密封的方法,但不僅密封的作業性差,且會因吸著乾燥體層而無法進行頂部發射(Top emission),依然無法根本性地解決上部密封構件與發光體接觸的問題。
【專利文獻1】韓國專利公開公報第2007-0007904號
為解決前述習知技術的問題,本發明之目的在於提供顯示元件之密封方法、藉由前述密封方法密封之顯示元件、以及包含前述顯示元件的顯示裝置,且該密封方法係以光硬化型光透明性組成物之硬化體全面保護發光層及電極,可根本性地防止因上部密封構件與下部密封構件的發光體接觸而產生不良的情形,又,可做到在提高顯示元件密封的作業性、具有優異耐濕性及接著強度、可用頂部發射方式發光、及可提高顯示元件之開口率的同時,使顯示元件的厚度變得更薄,而對大型化帶來極大貢獻的方法。
為達成前述目的,本發明係提供一種顯示元件之密封方法,係將於下板基材上裝設有正極、發光層、負極的下部密封構件與上部密封構件密封,且包含有以下步驟:a)將前述上部密封構件或下部密封構件之表面以光硬化型光透明性組成物全面塗佈;b)將已塗佈前述光硬化型光透明性組成物的上部密封構件與下部密封構件接合;及c)對前述接合後的上部密封構件與下部密封構件照射光,使光硬化型光透明性組成物硬化。
前述光硬化型光透明性組成物宜包含有i)環氧樹脂100重量份、ii)光聚合引發劑0.01至20重量份、及iii)偶合劑0.01至10重量份。
又,本發明係一種提供藉由前述密封方法所製造的顯
示元件。前述顯示元件宜為OLED元件,且前述OLED元件宜更包含有吸氣劑或玻璃料。
又,本發明係提供一種包含有前述顯示元件的顯示裝置。
本發明之顯示元件之密封方法、及藉由前述方法密封之顯示元件係,以光硬化型光透明性組成物之硬化體全面保護發光層及電極,可根本性地防止因上部密封構件與下部密封構件的發光體接觸而產生不良的情形,又,可做到在提高顯示元件密封的作業性、具有優異耐濕性及接著強度、可用頂部發射方式發光、及可提高顯示元件之開口率的同時,使顯示元件的厚度變得更薄,而對大型化帶來極大貢獻。
以下,詳細說明本發明。
本發明人確認在顯示元件之密封中,以光硬化型光透明性組成物之硬化體全面保護發光層及電極,且藉由光硬化型光透明性組成物之硬化體使上部密封構件與下部密封構件填充接著成無任何空隙時,可根本性地防止因上部密封構件與下部密封構件的發光體接觸而產生不良的情形,又,可做到在提高顯示元件密封的作業性、具有優異耐濕性及接著強度、可用頂部發射方式發光、及可提高顯示元件之開口率(aperture ratio)的同時,使顯示元件的厚度變得
更薄,而對大型化帶來極大貢獻,進而完成本發明。
本發明之顯示元件之密封方法係將於下板基材上裝設有正極、發光層、負極的下部密封構件與上部密封構件密封,且包含有以下步驟:a)將前述上部密封構件或下部密封構件之表面以光硬化型光透明性組成物全面塗佈;b)將已塗佈前述光硬化型光透明性組成物的上部密封構件與下部密封構件接合;及c)對前述接合後的上部密封構件與下部密封構件照射光,使光硬化型光透明性組成物硬化。前述顯示元件宜為OTFT或OLED元件。
本發明中,前述光硬化型光透明性組成物宜包含有i)環氧樹脂100重量份、ii)光聚合引發劑0.01至20重量份、及iii)偶合劑0.01至10重量份。
前述i)環氧樹脂會賦予光硬化型光透明性組成物接著性,宜使用芳香族環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、該等環氧樹脂之混合物、或前述環氧樹脂及可與前述環氧樹脂相溶之單體的共聚合物。前述芳香族環氧樹脂可使用聯苯型、雙酚A型、雙酚F型、酚醛型、二環戊二烯型環氧樹脂,且以單獨或混合使用雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂,或對此混合聯苯型或脂環式環氧樹脂使用為更佳。混合聯苯型或脂環式環氧樹脂使用時,可混合雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂50至99重量份與聯苯型或脂環式環氧樹脂1至50重量份使用。此種情況下,具有光透射性優異並且耐濕性變好的優點。
前述ii)光聚合引發劑只要是可藉由光使前述環氧樹脂
聚合者即可,並無特別受限,可使用芳香族重氮鹽、芳香族鋶鹽、芳香族碘化鋁鹽、芳香族鋶化鋁鹽、金屬芳香族化合物或鐵芳烴系化合物,且以芳香族鋶鹽為佳,作為其具體範例,可使用芳香族鋶六氟磷酸鹽化合物、芳香族鋶六氟銻酸鹽化合物。此種情況下,不僅光硬化性,更可提高前述光硬化型光透明性組成物的接著性。前述光硬化型光透明性組成物中,相對於環氧樹脂100重量份,光聚合引發劑含有0.01至20重量份,且以0.1至10重量份為佳,並以1至6重量份的範圍為更佳。在前述範圍內時,可同時滿足光硬化型光透明性組成物的光硬化性、光透明性、接著性、及耐濕性。
前述iii)偶合劑會發揮使光硬化型光透明性組成物的接著性提高的作用,可單獨或混合使用矽烷系或鈦系偶合劑、矽化合物。前述光硬化型光透明性組成物中,相對於環氧樹脂100重量份,偶合劑含有0.01至10重量份,且以0.1至5重量份為佳,並以0.1至2重量份的範圍為更佳。在前述範圍內時,可同時滿足光硬化型光透明性組成物的光硬化性、光透明性、接著性、及耐濕性。
又,前述光硬化型光透明性組成物可依需要進一步含有無機填料、光酸產生劑、光酸增殖劑或可與光硬化型光透明性組成物相溶的其他添加劑。
前述無機填料可使用滑石、矽石、氧化鎂、雲母、蒙脫石、氧化鋁、石墨、氧化鈹、氮化鋁、碳化矽、富鋁紅桂石、矽等板狀或球狀的無機填料,或是於前述無機填料
導入有取代基的直徑或長軸為0.1至20 μm的無機填料。以單獨使用滑石或是使用將滑石與其他無機填料依10:90至99:1之重量比混合者。此種情況下,可更提高光硬化型光透明性組成物的分散性以及接著力。光硬化型光透明性組成物中,相對於環氧樹脂100重量份,前述無機填料以含有0.1至100重量份的範圍為佳,且以含有1至30重量份為更佳。在前述範圍內時,可同時滿足光硬化型光透明性組成物的光硬化性、光透明性、接著性、及耐濕性。
前述光酸產生劑只要是可藉由曝光生成路易士酸或布氏酸者即可,並無特別受限,可使用有機磺酸等硫化鹽系化合物、鎓鹽等鎓系化合物。最好是可使用鄰苯二甲醯亞胺三氟甲烷磺酸鹽、二硝基苯甲基甲苯磺酸鹽、正癸二碸、萘醯亞胺三氟甲烷磺酸鹽、二苯碘化鹽六氟磷酸鹽、二苯碘化鹽六氟砷酸鹽、二苯碘化鹽六氟銻酸鹽、二苯仲甲氧苯統三氟甲磺酸鹽、二苯仲亞芐統三氟甲磺酸鹽、二苯仲異丁苯鋶三氟甲磺酸鹽、三苯統六氟砷酸鹽、三苯鋶六氟銻酸鹽、三苯鋶三氟甲磺酸鹽、二丁萘統三氟甲磺酸鹽、及該等之混合物。光硬化型光透明性組成物中,相對於環氧樹脂100重量份,前述光酸產生劑以含有0.05至10重量份的範圍為佳。在前述範圍內時,可同時滿足光硬化型光透明性組成物的光硬化性、光透明性、接著性、及耐濕性。
又,在本發明中,前述光硬化型光透明性組成物以硬化時的光透射性為90至99%為佳,且以光透明性為95至99%為更佳。藉由令前述光硬化型光透明性組成物具有前述範
圍的光透明性,在密封時可用光硬化型光透明性組成物之硬化體全面保護發光層及電極,且可藉光硬化型光透明性組成物之硬化物將上部密封構件與下部密封構件填充接著成無任何空隙。又,可做到並非底部發射(Bottom emission)方式的頂部發射方式之發光,且可提高顯示元件之開口率。
又,前述光硬化型光透明性組成物的黏度以500至50000cps為佳,且以2000至35000cps為更佳。前述光硬化型光透明性組成物具有前述範圍內的黏度時,可藉由網印法進行塗布,且可更提高本發明之密封的作業性。黏度過高的情況下,會有塗布的作業性降低以及因光硬化型光透明性組成物硬化後的硬化體內含有大量氣泡而使元件的信賴度降低之虞,而黏度過低的情況下,會有因光硬化型光透明性組成物流動而使塗布的作業性降低之虞。
本發明之顯示元件之密封方法在包含有以前述光硬化型光透明性組成物全面塗佈上部密封構件或下部密封構件之表面的步驟的情況下,為了作業性著想,最好是塗佈於上部密封構件。
作為具體範例,前述下部密封構件可在下板基材上依序裝設有正極、發光層、負極,且最好是更裝設有電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、或電子傳輸層(ETL)。當然,前述下板基材、正極、發光層、負極、電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、或電子傳輸層(ETL)可藉由眾所週知的方法來形成。
又,當然,前述上部密封構件可使用用以密封顯示元
件的密封構件,且為了密閉性與元件穩定性著想,最好是在上部基板更裝設有吸氣劑或玻璃料。在前述上部基板形成吸氣劑或玻璃料的方法中,作為具體範例,可使用韓國專利出願公開公報第2005-0046625號、第2007-0011113號、第2006-0005369號、或第2006-0011831號所記載之組成物及方法。
尤以使用具有如下述表1(玻璃料)及表2(吸氣劑)之組成的糊狀組成物,作為用以形成玻璃料的糊狀組成物與吸氣劑組成物為更佳。使用前述吸氣劑與玻璃料糊狀組成物的情況下,可更提高對水分的耐濕性。糊狀玻璃料係可混合以下述表1之成分所構成之玻璃料與溶劑,使玻璃料含量為10至95重量%而製成。下述表2的吸氣劑粉末可使用沸石、氧化鋁、矽石、鹼金屬鹽或鹼土金屬氧化物;有機媒介可使用於有機溶劑中以5~10重量%混合有乙基纖維素等黏合劑者;溶劑係有機溶劑。
又,為了精密性與作業性著想,前述光透明性組成物對密封構件之塗佈可使用網印法進行塗佈。
本發明之顯示元件之密封方法在包含有將已塗佈前述光硬化型光透明性組成物的上部密封構件與下部密封構件接合的步驟的情況下,前述接合在氮氣環境下,係以小於10-6
torr的真空環境來進行為佳,且以小於10-7
torr的真空環境來進行為更佳。在前述真空環境下進行接合時,可使前述光硬化型光透明性組成物硬化後的硬化體的氣泡消失,而可防止因氣泡所產生之光的散射或光透射度的降低。
又,本發明之顯示元件之密封方法在包含有對前述接合後的上部密封構件與下部密封構件照射光,使光硬化型光透明性組成物硬化的步驟的情況下,前述光可使用得以使光硬化型光透明性組成物硬化的光,作為具體範例,可使用紫外線。藉由前述光的照射,光硬化型光透明性組成物會硬化而形成硬化體,且上部密封構件與下部密封構件之間可藉由前述硬化體密閉地填充接著。
又,本發明在可提供藉由前述顯示元件之密封方法密封之顯示元件的情況下,前述顯示元件可為OLED或OTFT元件。
本發明之前述顯示元件係以光硬化型光透明性組成物之硬化體全面保護發光層及電極,且藉由光硬化型光透明性組成物之硬化體使上部密封構件與下部密封構件填充接著成無任何空隙,藉此可根本性地防止因上部密封構件與下部密封構件的發光體接觸而產生不良的情形,又,可做到在具有優異耐濕性及接著強度、並非用底部發射方式發光而是用頂部發射方式發光、及可提高顯示元件之開口率(aperture ratio)的同時,使顯示元件的厚度變得更薄,而可進行大型化。
本發明之前述顯示元件中,下部密封構件可為在下板基材上依序裝設有正極、發光層、負極者,且最好是更裝設有電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、或電子傳輸層(ETL)者。又,上部密封構件可為更裝設有吸氣劑或玻璃料者。
以下,提出理想實施例以理解本發明,但下述實施例僅為舉例說明本發明者,本發明之範圍不因下述實施例而受限。
對雙酚A型環氧樹脂(JAPAN EPOXY社、商品名:Epikote828)100重量份添加陽離子(正離子)聚合引發劑(旭電化社、商品名:ADEKAOPTOMER SP-170)3重量份以及矽烷偶合劑(信越化學社、商品名:KBM403)0.2重量份並攪拌、除泡,來製造光硬化型光透明性組成物。
除了使用雙酚F型環氧樹脂(JAPAN EPOXY社、商品名:YL983U)來取代前述製造例1的雙酚A型環氧樹脂以外,與前述製造例1同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了混合使用雙酚F型環氧樹脂(JAPAN EPOXY社、商品名:YL983U)80重量份與聯苯型環氧樹脂(日本化藥社、商品名:NC-3000H)20重量份來取代前述製造例2的雙酚F型環氧樹脂100重量份以外,與前述製造例1同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了混合使用雙酚F型環氧樹脂(JAPAN EPOXY社、商品名:YL983U)80重量份與脂環族環氧樹脂(DAICEL社、商品名:EHPH-3150)20重量份來取代前述製造例2的雙酚F型環氧樹脂100重量份以外,與前述製造例1同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了混合使用雙酚F型環氧樹脂(JAPAN EPOXY社、商品名:YL983U)85重量份與聯苯型環氧樹脂(日本化藥社、商品名:NC-3000H)15重量份來取代前述製造例2的雙酚F型環氧樹脂100重量份,且進一步添加長軸之長度平均為8 μm的滑石20重量份以外,與前述製造例2同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了使用萘酚酚醛型環氧樹脂(日本化藥社、商品名:NC-7300L)15重量份來取代前述製造例5的聯苯型環氧樹脂15重量份以外,與前述製造例5同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了使用二環戊二烯型環氧樹脂(日本化藥社、商品名:XD-1000)15重量份來取代前述製造例5的聯苯型環氧樹脂15重量份以外,與前述製造例5同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
除了使用脂環族環氧樹脂(DAICEL社、商品名:EHPH-3150)15重量份來取代前述製造例5的聯苯型環氧樹脂15重量份以外,與前述製造例5同樣地製造光硬化型光透明性組成物。
測定前述所製造之製造例1至8的光硬化型光透明性組成物的光透射度、透溼度、接著強度、以及熱穩定性,並顯示於下述表3。
-光透射度之測定係使用塗佈棒(bar applicator),將前述製造例1至8的光硬化型光透明性組成物塗佈於50mm×50mm×0.7mm的透明玻璃基材(三星CORNING社、製品名:Eagle2000)上,使其厚度呈20 μm後,照射6000mJ/cm2
的UV,然後使用基準玻璃基材(三星CORNING社、製品名:Eagle2000)測定光通過基材時的透射率,測定機器使用的是大塚電子(Otsuka)社的光譜分析機器MCPD-3000,採在380
至780nm的波長範圍下測定塗佈有前述光硬化型光透明性組成物之玻璃基材的6點透射率而得到之波長範圍內的平均值。
-透溼度係使用塗佈棒,將前述製造例1至8的光硬化型光透明性組成物塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜的表面,使其尺寸呈50mm×50mm×0.1mm後,照射6000mJ/cm2
的UV並經過24小時,然後依ASTM F1249之方法,在37.8℃、90%RH的狀態下,以透溼度測定器(製品名:PERMATRAN-W3/33)測定經過24小時後的透溼度。
-接著強度係令前述製造例1至8的光硬化型光透明性組成物以直徑5mm的尺寸掉落在以50mm×50mm×1.1mm的玻璃作為下板的基材上後,準備與下板相同尺寸的玻璃作為上板,接合前述上板與下板後,照射6000mJ/cm2
的UV使之硬化24小時,然後使用T型夾具(INSTRON社、製品名:Studset)以接著強度測定器((INSTRON社、製品名:UTM-5566)進行測定。
-熱穩定性(Tg)係使用塗佈棒,將前述製造例1至8的光硬化型光透明性組成物塗佈於已脫膜處理之聚對苯二甲酸乙二酯薄膜的表面,使其尺寸呈50mm×50mm×0.1mm後,照射6000mJ/cm2
的UV使之硬化24小時,然後切斷所得到之塗佈薄膜的一部分,使用示差掃描熱析儀(TA社、製品名:DSC)測定光硬化型光透明性組成物的玻璃轉移溫度(Tg)。
[表3]
如前述表3所示,可確認本發明之前述製造例1至8的光硬化型光透明性組成物的光透射度、透溼度、接著強度、以及熱穩定性均很優異。
準備於下板基材上依序裝設有正極、發光層、負極的下部密封構件與裝設有吸氣劑及玻璃料的上部密封構件。使用網印法將前述製造例1的光硬化型光透明性組成物塗佈於前述上部密封構件的表面全體。在氮氣環境下以10-7
torr的真空環境接合塗佈有前述光硬化型光透明性組成物的上部密封構件與下部密封構件後,照射6000mJ/cm2
的UV使光硬化型光透明性組成物硬化。之後,會經過如第2圖所示般,對密封圖案上所形成之吸氣劑與玻璃料使用雷射的密封製程。此時,用Spectra-physics社的intragra-MP以13mm/sec的條件照射雷射。
以往,上部密封構件與下部密封構件之間係多出來的空間,但藉由本發明之實施例1所製造的顯示元件可確認會如第2圖所示般地藉由光硬化型光透明性組成物密閉地填充接著。又,藉由本發明之實施例1所製造的顯示元件可確
認在光透射度、透溼度、接著強度、以及熱穩定性方面均很優異,且可確認可根本性地防止因上部密封構件與下部密封構件的發光體接觸而產生不良的情形。
使用前述製造例2至8所製造的光硬化型光透明性組成物,以相同於前述實施例1的方法密封顯示元件。使用本發明之前述製造例2至8所製造的光硬化型光透明性組成物進行密封後的顯示元件,亦可確認在光透射度、透溼度、接著強度、以及熱穩定性方面均很優異。
1‧‧‧玻璃基板
1’‧‧‧下板玻璃基材
2‧‧‧正極
2’‧‧‧吸氣劑
3‧‧‧有機層
3’‧‧‧玻璃料
4‧‧‧乾燥劑層
4’‧‧‧上板玻璃基材
5‧‧‧密封用接著劑組成物
5’‧‧‧正極
6‧‧‧間隔物
6’‧‧‧發光層
7‧‧‧負極
7’‧‧‧負極
8‧‧‧玻璃密封構件
8’‧‧‧光硬化型光透明性組成物
9‧‧‧間隙
第1圖係藉由習知的顯示元件之密封方法密封的顯示元件的示意圖。
第2圖係藉由本發明之實施例1之密封方法密封的顯示元件的示意圖。
1’‧‧‧下板玻璃基材
2’‧‧‧吸氣劑
3’‧‧‧玻璃料
4’‧‧‧上板玻璃基材
5’‧‧‧正極
6’‧‧‧發光層
7’‧‧‧負極
8’‧‧‧光硬化型光透明性組成物
Claims (13)
- 一種有機發光二極體(OLED)元件之密封方法,包含以下步驟:提供(a)一具有正極、發光層、負極及下板基材的下部密封構件,(b)一上部密封構件,及(c)吸氣劑及玻璃料之至少一者;對至少前述上部及下部密封構件之一者之一部份施用一光硬化型光透明性組成物;將該上部密封構件與下部密封構件接合,以使所述吸氣劑及玻璃料之至少一者置於正極之兩相對側並在上部與下部密封構件之間延伸;及藉由將前述上部密封構件與下部密封構件曝於光下,使該光硬化型光透明性組成物硬化,其中所述吸氣劑及玻璃料之至少一者,包含:在約0莫耳%至約20莫耳%之間的P2 O5 、在約0莫耳%至約47莫耳%之間的V2 O5 、在約0莫耳%至約15莫耳%之間的ZnO、在約1莫耳%至約15莫耳%之間的BaO、在約0莫耳%至約20莫耳%之間的As2 O3 、在約0莫耳%至約10莫耳%之間的Sb2 O3 、在約0莫耳%至約10莫耳%之間的Fe2 O3 、在約0莫耳%至約20莫耳%之間的B2 O3 、在約0莫耳%至約2.5莫耳%之間的Bi2 O3 、及在約0莫耳%至約10莫耳%之間的TiO2 , 其中前述光硬化型光透明性組成物包含有i)環氧樹脂,包含已相混之雙酚A型或雙酚F型環氧樹脂50至99重量份與聯苯型或脂環式環氧樹脂1至50重量份;ii)光聚合引發劑0.01至20重量份;及iii)偶合劑0.01至10重量份。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述光硬化型光透明性組成物的光透射性為90至99%。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述i)環氧樹脂包含脂環族環氧樹脂但不包含聯苯型環氧樹脂。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述光硬化型光透明性組成物的黏度係500至50000cps。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述光硬化型光透明性組成物更包含有以下至少一者:(a)0.05至10重量份的光酸產生劑,及(b)0.1至100重量份的無機填料。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述光硬化型光透明性組成物的施用係藉由網印法來進行。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述上部密封構件與下部密封構件之接合係在氮氣環境下,以小於10-6 torr的真空環境來進行。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中前述下部密封構件更包含有以下至少一者:電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、及電子傳輸層(ETL)。
- 如申請專利範圍第1項之密封方法,其中: 該吸氣劑及玻璃料兩者均置於正極之兩相對側並在上部與下部密封構件之間延伸;該吸氣劑係置於該玻璃料與該正極之間;且該吸氣劑與該玻璃料具有不同的材料組成。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中所述使光硬化型光透明性組成物硬化,係包含將該光硬化型光透明性組成物曝至在約6000mJ cm-2 之紫外線下。
- 一種顯示元件,係藉由申請專利範圍第1至10項之密封方法所製造者。
- 如申請專利範圍第11項之顯示元件,其中前述元件更包含有電洞注入層(HIL)、電洞傳輸層(HTL)、電子注入層(EIL)、或電子傳輸層(ETL)。
- 一種顯示裝置,係包含有申請專利範圍第11項之顯示元件者。
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