专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种发光装置的封装结构。
背景技术：
近年来，发光装置的研究发展十分蓬勃。尤其以广泛应用在照明灯源和显示装置的有机发光二极管(OLED)特别受到关注。有机发光二极管的优点为高亮度，高对比度以及广视角。有机发光二极管是发光二极管(LED)的一种，其电致发光层为有机化合物层，当电流穿过此有机化合物层时能发射出光。有机发光二极管的结构中，有机发光层形成于两个电极之间。OLED装置最常出现的问题为有机层和电极的劣化。有机层和电极易与氧气和湿气发生反应，因而降低OLED装置的性能。因此，电极和有机层，最佳的情况是能完全密封在 OLED装置内，防止氧气和水分的渗入，则OLED装置的有效寿命可显著提高。但是，发展一个完全密封的封装工艺是相当困难的。因此，如何发展一个稳定有效的OLED封装结构，增进元件的可靠度，是OLED产业的重要课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种发光装置，增进元件的可靠度。本发明提供一种发光装置，包含第一基板、保护层、第二基板、缓冲部与密封部。第一基板上具有一发光元件，保护层覆盖发光元件，且保护层具有第一热膨胀系数。第二基板位于保护层的上方。缓冲层位于第一基板与第二基板之间且围绕保护层，其中缓冲层具有小于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。密封部环绕着缓冲部，并密封第一基板与第二基板之间的空间，其中密封部具有小于第二热膨胀系数的第三热膨胀系数。依照本发明的一实施例，上述第一热膨胀系数的范围介于70X10-6/K至 300X10-6/K之间；第二热膨胀系数的范围介于1X10-6/K至300X10-6/K之间；第三热膨胀系数的范围介于1 X 10-6/K至10 X 10-6/K之间。其中，该缓冲部直接接触该密封部与该保护层。其中，该缓冲部包含一高分子树脂；以及多个无机氧化物颗粒分散于该高分子树脂中；其中该无机氧化物在该缓冲部中的重量百分浓度为约20%至约80%。其中，该无机氧化物选自由二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化锑、氧化磷、氧化铝、氧化硼、氧化钨、氧化镁、氧化铋、氧化钒、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化碲、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铷、氧化铑以及氧化铜所组成的群组。其中，该些无机氧化物颗粒的粒径介于约IOnm至约500nm之间。其中，该高分子树脂的材料选自由压克力树脂、环氧树脂以及上述组合所组成的群组。其中，该无机氧化物颗粒的浓度分布随着该缓冲部与该保护层间的距离增加而递
+曰O
其中，该无机氧化物颗粒的浓度在该缓冲部邻近该密封部的一端点具有最大值。其中，该发光元件为一有机发光元件、一高分子发光元件或一磷光体层元件。其中，该保护层的材料选自由压克力树脂、环氧树脂及上述组合所组成的群组。其中，该密封部包含至少一材料，选自由二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化锑、氧化磷、氧化铝、氧化硼、氧化钨、氧化镁、氧化铋、氧化钒、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化碲、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铷、氧化铑以及氧化铜所组成的群组。其中，该第二热膨胀系数随着该缓冲部与该保护层间的距离增加而递减。其中，该第二热膨胀系数在该缓冲部邻近该保护层的一端点具有最大值。其中，该密封部的一宽度为约500 μ m至约1000 μ m。其中，该密封部的一厚度为约8μπι至约30 μ m。其中，该缓冲部的一宽度为约100 μ m至约500 μ m。其中，该缓冲部的一厚度为约8μπι至约30 μ m。本发明在保护膜与密封部之间，通过导入一热膨胀性质介于保护膜与密封部之间的一缓冲部，可以解决上述保护层裂缝产生或剥落的问题，而提升封装的可靠度。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1绘示依照本发明一实施例的一种发光装置的俯视示意图。图2绘示图1中的2-2’剖线的剖面示意图。图3绘示依照本发明另一实施例的发光装置的剖面示意图。图4绘示依照本发明又一实施例的发光装置的剖面示意图。其中，附图标记100:发光装置110:第一基板112:发光元件120 保护层130 第二基板140 缓冲部141 第一副缓冲部142 第二副缓冲部143 第三副缓冲部dl、d2:宽度t 厚度CTE 热膨胀系数
具体实施例方式依据上述，本发明提供一种发光装置的封装结构。此封装结构具有较佳的阻水气与阻氧气渗入的特性，可增进发光元件的可靠度。在下面的叙述中，将会介绍上述发光装置的封装结构的例示结构与其例示的制造方法。为了容易了解所述实施例之故，下面将会提供一些技术细节。当然，并不是所有的实施例都需要这些技术细节。同时，一些广为人知的结构或元件，仅会以示意的方式在图式中绘出，以适当地简化图式内容。图1绘示本发明一实施例的发光装置的俯视示意图。图2绘示图1中沿2-2’线段的剖面示意图。在图1与图2中，发光装置100包括第一基板110、保护层120、第二基板 130、缓冲部140及密封部150。第一基板110上具有发光元件112。第一基板110例如可为绝缘的基板，其材料例如可为玻璃、石英、陶瓷或塑料材质。在某些实施例中，发光元件112可包含有机发光元件(organic light emitting element)、高分子发光兀件(polymeric light emitting element)、或磷光体层(phosphor layer)。在一实施例中，发光装置100为一有机发光显示装置(orgmic light emitting display device)，发光元件112即包含一有机发光元件 (organic light emitting elements)的阵列(图中未绘示)。保护膜120覆盖于发光元件112上，并具有第一热膨胀系数(coefficient of thermal expansion ；CTE) 0保护膜120可保护发光元件112避免损害。在一实施例中，保护膜120可防止水气的渗透而保护发光元件112。保护膜120可包含具有抵抗水气的材料， 例如压克力树脂(acrylic resin)与环氧树脂(印0Xy resin)。如图1所示，在一实施例中，保护膜120的面积大于发光元件112，而能覆盖发光元件112全体。在某些实施例中， 保护膜120的第一热膨胀系数介于约70X 10_6/K至约300Χ 10_6/Κ之间，例如第一热膨胀系数可为约147Χ10_6/Κ。保护膜120的形成方式可用任何习知的适当方式来制作，例如涂布 (coating)、喷吐(dispensing)、或网版印刷(screen printing)等工艺方式。而在压克力树脂(acrylic resin)或环氧树脂(印oxy resin)等材料作为保护膜120的实施例中，加热固化(thermal curing)或是UV光固化(ultraviolet light curing)的工艺也可被使用于固化保护膜120。第二基板130配置于保护膜120的上方。具体而言，第二基板130配置于保护膜 120的上方，且保护膜120以及发光元件112夹置于第一基板110与第二基板130之间而形成类似三明治的结构。在一实施例中，第二基板130的尺寸可等于或小于第一基板110。 然而，第二基板130的尺寸需大于保护层120。第二基板130的材质可与第一基板110的材质相同或不同。缓冲部140围绕于保护层120周围，且介于第一基板110与第二基板130之间。在一实施方式中，缓冲部140形成于第一基板110之上，并且邻接于第二基板130，如图2所示。更具体地说，缓冲部140填充在第一基板110与第二基板130之间，并将第一基板110 与第二基板130之间的空间密封。在另一实施方式中，缓冲部140直接接触保护层120的至少一个侧边，或者缓冲部140可直接接触密封部150与保护层120。在一实施例中，缓冲部140的宽度dl为约100 μ m至约500 μ m,而缓冲部140的厚度t为约8 μ m至约30 μ m。缓冲部140 具有第二热膨胀系数(coefficient of thermal expansion ；CTE), 且此第二热膨胀系数小于保护层120的第一热膨胀系数。在某些实施例中，缓冲部140 的第二热膨胀系数介于约1 X 10-6A至约300X 10_6/K之间，例如第二热膨胀系数可介于约30Χ10_6/Κ至约110Χ 10_6/Κ之间。在一实施例中，缓冲部140的第二热膨胀系数为约 70 Χ10_6/K。
在一实施例中，缓冲部140包含高分子树脂与至少一种无机氧化物颗粒分散于高分子树脂中。举例来说，上述的高分子树脂可为压克力树脂、环氧树脂、或上述两者的混合物。无机氧化物颗粒可例如为二氧化硅(silicon dioxide)、氧化钛(titanium dioxide)、氧化锋(zinc oxide)、氧化,告(zirconium dioxide)、氧化铁(ferrite oxide)、 氧化 f弟(antimony oxide)、氧化 舞(phosphorous oxide)、氧化 IS (aluminum oxide) > 氧化硼(boron oxide)、氧化鹤(tungsten oxide)、氧化镁(magnesium oxide)、氧化祕 (bismuth oxide)、氧化 凡(vanadium oxide)、氧化 丐(calcium oxide)、氧化钡(barium oxide)、氧化锂(lithium oxide)、氧化钠(sodium oxide)、氧化钾(potassium oxide)、氧化硫(tellurium oxide)、氧化铅(lead oxide)、氧化锡(tin oxide)、氧化钌(ruthenium oxide)、氧化铷(rubidium oxide)、氧化,老(rhodium oxide)以及氧化铜(copper oxide)。 无机氧化物颗粒的粒径范围为约IOnm至约500nm，较佳为约IOnm至约lOOnm。在一实施例中，高分子树脂在缓冲部140中的重量百分浓度)为约20%至约80%，较佳为约 40wt%至约80wt%。无机氧化物颗粒在缓冲部140中的重量百分浓度为约20%至约80%， 较佳为约20wt%至约60wt%之间。在一实施例中，缓冲部140由40wt%的高分子树脂与 60wt%的无机氧化物颗粒所组成。在其它的实施例中，缓冲部140更包含一些添加物，例如光起始剂(Photo initiator)等，而添加物在缓冲部140中的重量百分浓度为约0. 至约 5%。在另一实施方式中，缓冲部140包含一第一副缓冲部141、一第二副缓冲部142、以及一第三副缓冲部143，如图3所示。第三副缓冲部143所含有的无机氧化物浓度高于第二副缓冲部142所含有的无机氧化物浓度。并且，第二副缓冲部142所含有的无机氧化物浓度高于第一次缓冲部141所含有的无机氧化物浓度。换言的，靠近密封部150的副缓冲部中无机氧化物颗粒的浓度最高，而靠近保护层120的次缓冲部中无机氧化物颗粒的浓度最低。举例来说，第一副缓冲部141由约80wt%的有机树脂与约20wt%的无机氧化物颗粒所组成；第二副缓冲部142由约50wt%的有机树脂与约50wt%的无机氧化物颗粒所组成；而第三副缓冲部143由约20wt%的有机树脂与SOwt %的无机氧化物颗粒所组成。在本实施例中，第一副缓冲部141所具有的热膨胀系数高于第二副缓冲部142所具有的热膨胀系数。 并且，第二副缓冲部142所具有的热膨胀系数高于第三副缓冲部143所具有的热膨胀系数。 在本实施例中，第一副缓冲部141、第二副缓冲部142、与第三副缓冲部143所具有的热膨胀系数分别为约110X10—7K、约70X10—7K、以及约30 X IO-6A0如上所述，缓冲部140所具有的第二热膨胀系数值中，以靠近保护层120的区域有最高的热膨胀系数值，而靠近密封部150区域的热膨胀系数值最低。在其它的实施例当中，缓冲部140所具有的无机氧化物颗粒的浓度随着与保护层 120的距离越远而递增，如图4所示。在此实施例中，第二热胀系数随着与保护层120距离越远而渐低。也即，缓冲层140所具有的第二热膨胀系数值中，以靠近保护层120的区域有最高的热膨胀系数值，而靠近密封部150的区域热膨胀系数值最低。密封部150围绕于缓冲部140周围，且介于第一基板110与第二基板130之间。密封部150使第一基板110与第二基板130相互粘合，并于第一基板110与第二基板130之间形成一空间，如图2所示。在一实施方式中，密封部150直接接触缓冲部140的至少一个侧边。在一实施例中，密封部150的宽度d2为约500 μ m至约1mm，而密封部150的厚度为
7约8μπι至约30μπι。在一实施例中，密封部150的厚度为约等同于缓冲部140的厚度。密封部150 具有第三热膨胀系数(coefficient of thermal expansion ;CTE)，且此第三热膨胀系数小于缓冲部140的第二热膨胀系数。在某些实施例中，密封部150的第三热膨胀系数介于约1X10—7K至约10X10—7K之间，例如第三热膨胀系数可介于约2X10_6/ K至约6X10—7K之间。在一实施例中，密封部150包含至少一种玻璃熔质材料。举例来说，上述的玻璃熔质材料可例如为二氧化硅(silicon dioxide)、氧化钛(titanium dioxide)、氧化锌 (zinc oxide)、氧化,告(zirconium dioxide)、氧化铁(ferrite oxide)、氧化铺(antimony oxide)、氧化憐(phosphorous oxide)、氧化招(aluminum oxide)、氧化硼(boron oxide)、 氧化鹤(tungsten oxide)、氧化续(magnesium oxide)、氧化祕(bismuth oxide)、氧化 凡 (vanadium oxide)、氧化 丐(calcium oxide)、氧化钡(barium oxide)、氧化锂(lithium oxide)、氧化钠(sodium oxide)、氧化钾(potassium oxide)、氧化硫(tellurium oxide)、 氧化铅(lead oxide)、氧化锡(tin oxide)、氧化钌(ruthenium oxide)、氧化铷(rubidium oxide)、氧化铑(rhodium oxide)以及氧化铜(copper oxide)，或上述玻璃熔质材料所组成的群组。在一实施方式中，密封部150可依下列工艺制作。简述如下一玻璃熔质糊(或浆)涂布于一已经包含发光元件112、保护层120与缓冲部140的第一基板110上，并施以干燥工艺。随后，第二基板130与此包含玻璃熔质糊的第一基板110进行对位并覆盖其上。 接着，一烧结工艺或一激光束被用来固化此玻璃熔质糊而形成密封部150。在一实施方式中，激光束被使用于固化玻璃熔质糊时，即为一种激光封装工艺方式。如上述实施方式所述，密封部150可使第一基板110与第二基板120相互粘合，并于第一基板110与第二基板 130之间形成一空间。在一实施例中，玻璃熔质糊材质包含一部份的玻璃熔质颗粒、溶剂以及有机粘结剂(organic binder)。上述玻璃熔质颗粒的粒径范围为约1 μ m至约30 μ m,较佳为约1 μ m 至约5μπι。在一实施例中，玻璃熔质颗粒在玻璃熔质糊中的重量百分浓度(wt%)为约5% 至约40%，较佳为约10wt%至约30wt%。有机粘结剂在玻璃熔质糊中的重量百分浓度为约5%至约40%，较佳为约10wt%至约30wt%之间。而溶剂在玻璃熔质糊中的重量百分浓度为约50%至约90%，较佳为约70wt%至约90wt%之间。在一实施例中，密封部150由约 15wt%的玻璃熔质颗粒与约15wt%的有机粘结剂与70wt%的溶剂所组成。保护层120可避免湿气与氧气渗入发光元件112而影响发光元件的可靠度。然而， 在现有的激光封装与烧结工艺技术当中，保护膜120的边界容易发生裂缝或剥落的现象。 在本发明当中，在保护膜120与密封部150之间，通过导入一热膨胀性质介于保护膜120与密封部150之间的一缓冲部140，可以解决上述保护层裂缝产生或剥落的问题，而提升封装的可靠度。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种发光装置，其特征在于，包含一第一基板，具有一发光元件；一保护层，覆盖该发光元件，且具有一第一热膨胀系数；一第二基板，位于该保护层的上方；一缓冲部，位于该第一基板与该第二基板之间，且环绕该保护层，该缓冲部具有一第二热膨胀系数，且该第二热膨胀系数小于该第一热膨胀系数；以及一密封部，位于该第一基板与该第二基板之间，且环绕该缓冲部，该密封部具有一第三热膨胀系数，且该第三热膨胀系数小于该第二热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该缓冲部直接接触该密封部与该保护层。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该缓冲部包含一高分子树脂；以及多个无机氧化物颗粒分散于该高分子树脂中；其中该无机氧化物在该缓冲部中的重量百分浓度为约20%至约80%。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该无机氧化物选自由二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化锑、氧化磷、氧化铝、氧化硼、氧化钨、氧化镁、氧化铋、氧化钒、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化碲、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铷、氧化铑以及氧化铜所组成的群组。
5.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该些无机氧化物颗粒的粒径介于约 IOnm至约500nm之间。
6.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该高分子树脂的材料选自由压克力树脂、环氧树脂以及上述组合所组成的群组。
7.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该无机氧化物颗粒的浓度分布随着该缓冲部与该保护层间的距离增加而递增。
8.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于，该无机氧化物颗粒的浓度在该缓冲部邻近该密封部的一端点具有最大值。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第一热膨胀系数为约70X 10_6/K至约 300Χ1(Γ6/Κ。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二热膨胀系数为约1X10_6/Κ至约 300Χ1(Γ6/Κ。
11.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第三热膨胀系数为约1X10—7Κ至约 10Χ1(Γ6/Κ。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该发光元件为一有机发光元件、一高分子发光元件或一磷光体层元件。
13.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该保护层的材料选自由压克力树脂、环氧树脂及上述组合所组成的群组。
14.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该密封部包含至少一材料，选自由二氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铁、氧化锑、氧化磷、氧化铝、氧化硼、氧化钨、氧化镁、氧化铋、氧化钒、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钠、氧化钾、氧化碲、氧化铅、氧化锡、氧化钌、氧化铷、氧化铑以及氧化铜所组成的群组。
15.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二热膨胀系数随着该缓冲部与该保护层间的距离增加而递减。
16.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该第二热膨胀系数在该缓冲部邻近该保护层的一端点具有最大值。
17.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该密封部的一宽度为约500μ m至约 1000 μ Hlo
18.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该密封部的一厚度为约8μ m至约 30 μ m0
19.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该缓冲部的一宽度为约100μ m至约 500 μ m0
20.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该缓冲部的一厚度为约8μ m至约 30 μ m0
全文摘要
本发明公开了一种发光装置，其包含第一基板、保护层、第二基板、缓冲部以及密封部。第一基板上具有一发光元件。保护层覆盖发光元件，且保护层具有第一热膨胀系数。第二基板位于保护层的上方。缓冲层位于第一基板与第二基板之间且围绕保护层，其中缓冲层具有小于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。密封部环绕缓冲部，并密封第一基板与第二基板之间的空间，其中密封部具有小于第二热膨胀系数的第三热膨胀系数。
文档编号H01L51/54GK102157695SQ20101062225
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年11月16日
发明者施宏欣 申请人:友达光电股份有限公司