專利名稱：有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置及偵測顯示裝置中濕氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)電激發(fā)光(electroluminescence，EL)顯示裝置，特別是涉及一種偵測光電顯示裝置的密封像素元件與密封顯示面板內(nèi)濕氣的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電激發(fā)光顯示裝置由多個(gè)發(fā)光元件(像素)所構(gòu)成，其利用固態(tài)熒光物質(zhì)的電場發(fā)光特性(稱為電激發(fā)光現(xiàn)象)。電激發(fā)光裝置的發(fā)光材質(zhì)層一般是應(yīng)用于液晶、平面、光電顯示裝置的背光模塊，其導(dǎo)光性質(zhì)可分為穿透式、反射式和/或半穿透半反射式。以目前的技術(shù)來說，電激發(fā)光像素是使用有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，其特色為將有機(jī)高分子聚合層當(dāng)做顯示裝置的發(fā)光材質(zhì)層。相對(duì)于以前使用無機(jī)材質(zhì)層，使用有機(jī)高分子聚合層可改善顯示裝置的顯示效能、運(yùn)作效率、封裝后的體積大小或攜帶便利性，也可減少功率與電壓的需求。
相比較于無機(jī)電激發(fā)光元件，有機(jī)電激發(fā)光元件(如有機(jī)發(fā)光二極管)對(duì)會(huì)使其發(fā)生劣化的周遭環(huán)境因素十分敏感，如濕氣與自由氧。特別的是，濕氣與氧氣作用后產(chǎn)生氧化反應(yīng)，可能產(chǎn)生下列不欲見的狀況，包括有機(jī)固體的結(jié)晶化與形成、在有機(jī)電極層接口起電化學(xué)反應(yīng)、金屬腐蝕、以及離子游離現(xiàn)象。研究中已發(fā)現(xiàn)，因濕氣而導(dǎo)致的劣化，其破壞性比因自由氧而導(dǎo)致的劣化至少大1000倍。這些劣化的物理現(xiàn)象通常是發(fā)光顯示元件上產(chǎn)生黑點(diǎn)缺陷的方式來呈現(xiàn)，而這樣的缺陷可能導(dǎo)致效能損失、運(yùn)作不穩(wěn)定、顯示顏色不足或光線發(fā)射角度錯(cuò)誤，也可能縮短運(yùn)作生命周期。典型上，黑點(diǎn)缺陷不會(huì)立即形成在顯示元件上，其數(shù)量、大小與位置的變化是視曝露在惡劣環(huán)境下的時(shí)間而定。
為了將因劣化的物理現(xiàn)象所造成的影響減到最小，典型的是對(duì)有機(jī)電激發(fā)光元件進(jìn)行封裝以防止?jié)駳廪D(zhuǎn)移到作用中的電激發(fā)光元件。傳統(tǒng)的封裝方法利用黏著劑將背蓋黏著于基板層上，背蓋為透明或半透明基板，其覆蓋整個(gè)顯示元件。對(duì)于液晶顯示或發(fā)光二極管顯示面板裝置而言，根據(jù)目前現(xiàn)有技術(shù)，相對(duì)于封裝單一或較小群顯示元件，背蓋可封裝多個(gè)顯示元件。傳統(tǒng)的封裝方法通常會(huì)將少量殘余濕氣封閉于顯示裝置中，所以要在封裝過程中將全部濕氣完全排除掉是很難做到的。
基于許多不同因素，在經(jīng)過封裝的顯示元件上仍會(huì)持續(xù)產(chǎn)生黑點(diǎn)缺陷。使用于封裝的黏著劑可能一開始特性就較差，或隨時(shí)間而自身劣化的緣故，無法保持封裝的完整性，因而令濕氣滲進(jìn)封裝材中而令有機(jī)電激發(fā)光顯示元件吸附到濕氣，使得有機(jī)電激發(fā)光顯示元件產(chǎn)生更多的黑點(diǎn)缺陷。
傳統(tǒng)上，有機(jī)電激發(fā)光顯示制造設(shè)備在完成封裝后會(huì)進(jìn)行測試，該測試是用以令顯示裝置中的黑點(diǎn)缺陷加速產(chǎn)生。該測試包括讓顯示設(shè)備處于高溫(60～85℃)與高相對(duì)濕度(85～90％HR)的環(huán)境中，其令設(shè)備檢視與判斷完成制造的顯示裝置其是否具封裝上的缺陷，也進(jìn)行封裝完整性與預(yù)期生命周期的判斷與推論。上述壓力測試方法由于依賴人工與目測檢視，故會(huì)產(chǎn)生限制與不正確性，而目測檢視流程可用于黑點(diǎn)缺陷的定性定量分析。
圖1為顯示現(xiàn)有的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置100，其說明封裝顯示裝置的背蓋與黏著劑的應(yīng)用。如圖所示，基板102是由封裝背蓋104所覆蓋，背蓋104的材質(zhì)可為濾光片或透明基板，并且利用設(shè)置在基板102上的黏著劑106所構(gòu)成與有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置長、寬邊相同方向的連續(xù)線，覆蓋著整個(gè)有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置。背蓋104利用黏著劑106直接附著于基板102，進(jìn)而封裝有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置100。綜上所述，利用黏著劑106將背蓋104的底表面與基板102的上表面黏合以完成整個(gè)封裝程序。圖1也顯示在有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置100產(chǎn)生黑點(diǎn)缺陷108。兩個(gè)黑點(diǎn)缺陷108說明已封裝的顯示裝置中的黑點(diǎn)缺陷的任意數(shù)量、大小與位置。
圖2說明有機(jī)電激發(fā)光顯示面板200的上視圖，其包括多個(gè)電激發(fā)光顯示裝置或顯示元件。顯示面板200包括多個(gè)被封裝在背蓋204與基板206間的有機(jī)發(fā)光二極管元件202。背蓋204是沿著設(shè)置于基板206的黏著劑208所構(gòu)成的連續(xù)線與基板206相互密合，黑點(diǎn)缺陷210產(chǎn)生于已封裝的顯示面板200內(nèi)。
鑒于上述缺點(diǎn)，因此需要一個(gè)有效的測試方法或裝置，用于偵測已封裝的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置與顯示面板內(nèi)的濕氣。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種測試裝置，其提供多個(gè)感測且正確的數(shù)據(jù)，用以進(jìn)行定性定量分析以及顯示裝置內(nèi)因濕氣所造成的影響的判斷。
基于上述目的，本發(fā)明提供一種偵測發(fā)光顯示裝置內(nèi)濕氣的裝置。該裝置包括一或多個(gè)顯示元件，且封裝于基板與背蓋之間。該裝置還具有一金屬層，其設(shè)置于一既定位置且鄰近于該顯示元件，使其不影響顯示元件的操作，其中，通過偵測一或多個(gè)濕氣偵測裝置的一個(gè)或多個(gè)濕氣影響材質(zhì)特性以偵測多余的濕氣


圖1為現(xiàn)有的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置100示意圖，其說明用于封裝顯示裝置的基板與黏著劑的應(yīng)用。
圖2為有機(jī)電激發(fā)光顯示面板120的上視圖，其包括多個(gè)電激發(fā)光顯示裝置或顯示元件。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的濕氣偵測裝置的剖視圖；圖4為本發(fā)明的濕氣偵測裝置的阻值與時(shí)間的關(guān)系圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例的包括濕氣偵測模塊的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置的上視圖；圖6a與圖6b為本發(fā)明另兩實(shí)施例的包括濕氣偵測模塊的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置的上視圖。
具體實(shí)施例方式
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
本發(fā)明實(shí)施例是提供一種用以有效檢測及監(jiān)視于封裝后有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置及面板中濕氣的改進(jìn)方法。所揭露方法中提供一種濕氣偵測裝置，其設(shè)置于該顯示裝置與面板中，用以對(duì)吸附的濕氣進(jìn)行靈敏且精確的定性定量分析，其中濕氣會(huì)影響濕氣偵測裝置的一個(gè)或多個(gè)濕氣影響材質(zhì)特性。上述濕氣偵測方法與裝置相當(dāng)易于設(shè)計(jì)整合入現(xiàn)有的顯示裝置中，也可整合入現(xiàn)有的制作工藝中，其只增加一些額外成本與制造流程。所揭露方法與裝置具有較高的可靠度與裝置營運(yùn)周期。
圖3顯示本發(fā)明實(shí)施例的濕氣偵測裝置的剖視圖。濕氣偵測裝置300設(shè)置于基板302的上方。濕氣偵測裝置300包括三個(gè)基本的材質(zhì)層。底部電極層306于有機(jī)電激發(fā)光顯示元件的最后制作工藝期間沉積于基板302的上方，其可由與用于有機(jī)電激發(fā)光顯示元件相同的金屬化合物所構(gòu)成，例如陰極和陽極的鋁或銦錫氧化物。中間層304沉積于底部電極層306的上方，其可由金屬周期表中的堿金族(IA)元素(包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)等)或堿土族(IIA)元素(包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)等)的金屬化合物所構(gòu)成。
除了IA或IIA族的金屬元素等金屬化合物外，任何其它可與水產(chǎn)生反應(yīng)的金屬也可適用于此濕氣偵測器。較薄的中間金屬層304(小于200埃(angstroms))所呈現(xiàn)的阻值與穿透屬性，較適合于偵測已封裝有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置內(nèi)的濕氣。特別是較薄的IA族與IIA族金屬化合物層對(duì)濕氣的反應(yīng)非常明顯，使得電性阻值與光線穿透率的改變?cè)诳深A(yù)期與可重復(fù)的范圍內(nèi)。偵測裝置可設(shè)置在顯示面板的任何位置，不限于特定位置。
圖4顯示本發(fā)明的濕氣偵測裝置的阻值與時(shí)間的關(guān)系圖，該濕氣偵測裝置的尺寸系由既定尺寸大小(即長、寬、高)的鈣化合物中間層304所構(gòu)成。需注意到，該偵測裝置持續(xù)曝露于溫度60℃與相對(duì)濕度90％的環(huán)境下，其測量到的電性阻值與時(shí)間(每小時(shí))的關(guān)系如圖所示。持續(xù)曝露在控制的濕度環(huán)境下會(huì)造成中間層304以及其鄰接底部電極層306與頂層電極層308的材質(zhì)屬性出現(xiàn)有效地改變，并且提升測量到的阻值。
參考圖3，偵測裝置的最上層為頂層電極層308，類似于底部電極層306，頂層電極層308可由與用于有機(jī)電激發(fā)光顯示元件的陰極與陽極相同的金屬化合物(如鋁或銦錫氧化物)所構(gòu)成。在加入頂層電極層308后，將三層堆棧的材質(zhì)圖案化與蝕刻以定義濕氣偵測裝置的三維(長寬高)結(jié)構(gòu)。重要的是，濕氣偵測裝置的特性阻值-時(shí)間關(guān)系主要根據(jù)中間層304的三維結(jié)構(gòu)、中間層304的組成、金屬電極層306與308的組成、以及濕度環(huán)境條件。當(dāng)濕氣偵測裝置的阻值上升到超過臨界值，表示有一定量的水氣“侵入”顯示裝置中。
濕氣偵測裝置的電阻測量，可以用來定性與定量化有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置內(nèi)的濕氣成分，以及受濕氣的影響而造成顯示裝置效能的劣化的相關(guān)性。測量所得的電阻數(shù)據(jù)可和如圖4所示參考與描述曲線比對(duì)。只要與濕氣偵測裝置的上方和底部電極的電連接是可用的，則電測試測量可在顯示裝置封裝程序之前、期間、與之后進(jìn)行。此彈性測量的機(jī)會(huì)令許多額外的資料連接連接可用于描述電激發(fā)光顯示裝置的封裝特性。
另一濕氣偵測方法可通過被濕氣影響的光穿透屬性來達(dá)成。濕氣偵測裝置300的變化也可用于關(guān)于有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置的濕氣影響的敏感與精確的定性定量分析。不使用電極層(即頂層與底層)，可使用材質(zhì)為IA與IIA族金屬的薄膜層(小于200埃)進(jìn)行濕氣偵測，此材質(zhì)在某個(gè)光波長范圍內(nèi)具不透光變化性，且對(duì)于曝露在濕氣下非常敏感。材質(zhì)曝露在濕氣下會(huì)導(dǎo)致材質(zhì)在某光波長范圍(如紫外線(UV)或紅外線(IR)波長)內(nèi)變得較透明。材質(zhì)穿透屬性的改變?yōu)榭深A(yù)測且可重復(fù)的特色反應(yīng)，其可用于關(guān)于有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置的濕氣影響的敏感與精確的定性定量分析。其中，濕氣偵測裝置的光穿透率測量可透過顯示裝置的表面與底部封裝背蓋或基板完成。
圖5顯示本發(fā)明實(shí)施例的包括濕氣偵測模塊的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置500的上視圖?；?02由封裝背蓋504所覆蓋，并且利用設(shè)置于基板502上的黏著劑506覆蓋整個(gè)有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置500。綜上所述，利用黏著劑506將背蓋504的底表面與基板102的上表面黏合以完成整個(gè)封裝程序。濕氣偵測裝置508位于鄰近有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置500內(nèi)的發(fā)光顯示元件的位置，其在本發(fā)明范例中僅為一薄膜金屬層。
就設(shè)置于有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置內(nèi)的薄膜金屬層濕氣偵測裝置而言，測量取得其光線穿透率有助于對(duì)有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置500內(nèi)的濕度進(jìn)行定量定性的分析。當(dāng)金屬接觸濕氣而氧化時(shí)，則設(shè)置該薄膜金屬層的區(qū)域即會(huì)變得較透明。此外，任何可與水反應(yīng)，并且在反應(yīng)過后其材質(zhì)有透明化現(xiàn)象的金屬材質(zhì)都可應(yīng)用于本發(fā)明中。舉例來說，IA族與IIA族的金屬化合物即為相當(dāng)適用的金屬材質(zhì)。與電阻測量過程類似，測量所得的穿透率數(shù)據(jù)可與先前已建立的參考與描述曲線相互比對(duì)。只要通過濕氣偵測裝置508的光線的傳送具有開放光徑，則穿透率的測量也可選擇性的在顯示裝置封裝過程之前、期間、之后執(zhí)行。此彈性測量的機(jī)會(huì)令許多額外的資料連接連接可用于描述電激發(fā)光顯示裝置的封裝特性。
圖6A與圖6B顯示本發(fā)明另兩實(shí)施例的包括濕氣偵測模塊的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置的上視圖。有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置600包括多個(gè)封裝于第一基板604與第二基板606內(nèi)的有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件或像素602，其中第一基板604可為玻璃基板，第二基板606為背板或顯示面板的載具。第一基板604通過設(shè)置在電激發(fā)光顯示裝置600周圍的黏著劑608與背板606相密合。
在圖6a所示的范例中，濕氣偵測裝置610為一長型結(jié)構(gòu)，其沿著電激發(fā)光顯示裝置600的長邊設(shè)置，且其長度與有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件602在其行上的所有元件相加起來的長度相等。只要不影響顯示元件的功能，濕氣偵測裝置610可設(shè)置于任何位置。此外，濕氣偵測裝置610的長度不須與行上的所有的有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件相加起來的長度相等，若設(shè)置數(shù)個(gè)長度較短的濕氣偵測裝置也可達(dá)到相同的功能。
圖6b顯示本發(fā)明另一范例的濕氣偵測裝置610，其尺寸與圖6a所示的濕氣偵測裝置不同。圖6b的濕氣偵測裝置610設(shè)置在顯示元件區(qū)中，其尺寸與任一有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件602的尺寸大小相同，且設(shè)置于相鄰有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件602的位置。圖6b的濕氣偵測裝置610的尺寸與位置的設(shè)計(jì)，可適用于尺寸較小的有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置。欲設(shè)置這樣的“偵測芯片”在顯示面板中，其占用了面板中的一小塊區(qū)域，而該區(qū)域大小剛好可設(shè)放置一顯示元件。然而，考慮到顯示面板中的顯示元件數(shù)目，其可達(dá)到最佳效益。此外，只要不影響顯示面板的運(yùn)作，該偵測芯片可設(shè)置于面板中的任何位置。另外，可設(shè)置一個(gè)以上的偵測芯片在不同位置，以更快偵測到是否有濕氣侵入。
所揭露利用濕氣偵測裝置以進(jìn)行偵測濕氣的方法可取得較佳且更正確的敏感數(shù)據(jù)，并據(jù)以對(duì)侵入有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置與顯示面板內(nèi)的濕氣進(jìn)行定性與定量分析。與以人工及目視檢測黑點(diǎn)缺陷的方式相比，本發(fā)明提供一種偵測裝置以更有系統(tǒng)且自動(dòng)地偵測侵入的濕氣。所揭露設(shè)置于顯示裝置與面板內(nèi)的濕氣偵測裝置令偵測裝置材質(zhì)的電阻與穿透率屬性可用于控制有機(jī)電激發(fā)光顯示裝置制作工藝的品質(zhì)，也可控制最后顯示裝置產(chǎn)品的品質(zhì)與效能。舉例來說，在完成封裝或切割程序后，可直接執(zhí)行“在線(in-line)”濕氣偵測。阻值或光穿透度測量提供更多偵測裝置的精確描述，故可自動(dòng)執(zhí)行對(duì)大量裝置的濕氣偵測。
上述測試方法與濕氣偵測裝置可輕易地設(shè)計(jì)與應(yīng)用于現(xiàn)有的顯示裝置與面板，也可應(yīng)用于現(xiàn)有的制作工藝操作中，且只增加一些額外成本與制造流程。
所揭露提供不同的實(shí)施例或范例以針對(duì)不同特征提出相應(yīng)的解決方法。有關(guān)元件與程序的特定范例有助于對(duì)所揭露更清楚地了解。此外，本發(fā)明所述的實(shí)施例例并非用以限定本發(fā)明。例如，前文以有機(jī)發(fā)光二極管裝置做為范例說明，但任何會(huì)對(duì)濕氣產(chǎn)生反應(yīng)的顯示裝置都可通過監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)濕氣影響材質(zhì)特性以執(zhí)行類似的濕氣偵測程序。
雖然結(jié)合以上較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種偵測顯示裝置中濕氣的方法，包括下列步驟提供一具有至少一顯示單元的基板；將至少一濕氣偵測裝置設(shè)置在該基板上、且鄰接該各顯示單元的一預(yù)定位置；以及將該各顯示單元及該濕氣偵測裝置封裝至一背蓋及該基板間。
2.如權(quán)利要求1所述的偵測顯示裝置中濕氣的方法，還包括一偵測步驟通過測量該濕氣偵測裝置的阻值以偵測該顯示裝置的濕氣。
3.如權(quán)利要求1所述的偵測顯示裝置中濕氣的方法，還包括一偵測步驟通過測量該濕氣偵測裝置的透光度以偵測該顯示裝置的濕氣。
4.如權(quán)利要求2所述的偵測顯示裝置中濕氣的方法，偵測步驟還提供二電極夾置該濕氣偵測裝置，以測量該條狀薄金屬層的阻值。
5.如權(quán)利要求1所述的偵測顯示裝置中濕氣的方法，其中，該濕氣偵測裝置包括一金屬元素，其選自元素周期表中的堿金族(IA)與堿土族(IIA)元素。
6.一種有機(jī)發(fā)光顯示裝置，包括一基板；一顯示單元，設(shè)置于該基板上；一濕氣偵測裝置，設(shè)置在該基板上，且鄰接于該顯示單元；以及一背蓋，設(shè)置于該基板上，用以包覆該顯示單元及該濕氣偵測裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光顯示裝置，其中，上述濕氣偵測裝置為一條狀薄金屬層。
8.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光顯示裝置，其中，該濕氣偵測裝置還包括二電極夾置該薄金屬層。
9.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光顯示裝置，其中，該薄金屬層是選自元素周期表中的堿金族(IA)與堿土族(IIA)元素。
10.如權(quán)利要求6所述的有機(jī)發(fā)光顯示裝置，其中，該薄金屬層的厚度為大于或等于200埃。
全文摘要
一種濕氣偵測裝置，其適用于一發(fā)光顯示裝置，且該濕氣偵測裝置與一或多個(gè)顯示元件封裝于基板與背蓋間。該濕氣偵測裝置包括一設(shè)置于一既定位置的金屬層，該金屬層鄰近于該顯示元件，使其不影響該顯示元件的操作，其中，通過偵測該濕氣偵測裝置的一個(gè)或多個(gè)濕氣影響材質(zhì)特性以偵測多余的濕氣。
文檔編號(hào)H01L51/52GK1642367SQ20041008198
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者邱圳毅, 蘇志鴻 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司