TWI566395B - 有機發光二極體顯示器及其製造方法 - Google Patents

Description

有機發光二極體顯示器及其製造方法

本發明是有關於一種有機發光二極體顯示器及其製造方法。

有機發光二極體(OLED)是一種利用電流驅動的發光元件。有機發光二極體顯示器便是利用OLED作為發光元件的顯示器，因此有機發光二極體顯示器是自發光型的顯示器。有機發光二極體顯示器具有視角廣、廣視角、高對比、高反應速度的優點，而被視為取代液晶顯示器的最佳選擇。OLED顯示器不像一般的液晶顯示器，本質上OLED顯示器不須要偏光片便能達成顯示功能。因此，OLED顯示器的外表面通常是光滑平坦的，當光線從外界投射向OLED顯示器時，入射的光線從OLED顯示器表面反射向觀看者，因此干擾了使用者所看到的顯示影像。在習知技術中，使用偏光膜或抗反射膜貼附在顯示器的外側表面，以改善上述問題。

本發明之一態樣是提供一種有機發光二極體顯示器，此有機發光二極體顯示器包含一基板、一光吸收層、 一主動陣列結構以及一有機發光二極體。基板具有相對之一第一表面以及一第二表面。光吸收層配置於第一表面上，且光吸收層具有至少一開口露出第一表面的一部分。主動陣列結構位於第二表面上，且包含至少一資料線、至少一閘極線以及至少一開關元件電性連接閘極線和資料線。在垂直基板之一方向上，光吸收層重疊資料線與閘極線的其中至少一者。有機發光二極體電性連接開關元件，且在垂直基板之一方向上，有機發光二極體與開口重疊。

根據本發明一實施方式，主動陣列結構更包含至少一驅動線以及至少一驅動電晶體，其中驅動電晶體電性橋接驅動線與有機發光二極體，且在垂直基板之方向上，光吸收層與驅動線重疊。

根據本發明一實施方式，主動陣列結構更包含至少一電容線以及至少一電容結構連接電容線，且其中開關元件具有一汲極連接電容結構，且在垂直基板之方向上，光吸收層與電容線重疊。

根據本發明一實施方式，有機發光二極體包含一第一電極、一第二電極以及一有機發光層設置於第一電極與第二電極之間，其中第一電極位於有機發光層與主動陣列結構之間。

根據本發明一實施方式，有機發光二極體的一寬度大致上等於開口的一寬度。

本發明之一態樣係提供一種有機發光二極體顯示器的製造方法，此方法包含以下步驟：(a)提供一基板，基 板具有相對之一第一表面以及一第二表面；(b)形成一主動陣列結構於第一表面上；(c)形成一第一保護層覆蓋主動陣列結構；(d)形成一光吸收層於第二表面上，光吸收層具有多個開口露出第二表面；(e)形成一第二保護層覆蓋光吸收層；以及(f)移除第一保護層，以露出主動陣列結構；(g)形成一有機發光二極體於露出的主動陣列結構上。

根據本發明一實施方式，上述方法是依序進行步驟(a)至步驟(g)。

根據本發明一實施方式，在步驟(g)之後，更包含：形成一保護基板覆蓋有機發光二極體。

根據本發明一實施方式，在步驟(g)之後，更包含：移除第二保護層。

根據本發明一實施方式，第一保護層包含一正型光阻，且第二保護層包含一負型光阻；或者第一保護層包含一負型光阻，且第二保護層包含一正型光阻。

根據本發明一實施方式之有機發光二極體顯示器的製造方法，包含以下步驟：(p1)提供一基板，基板具有相對之一第一表面以及一第二表面；(p2)形成一光吸收層於第一表面上，光吸收層具有多個開口露出第一表面；(p3)形成一保護層覆蓋光吸收層；(p4)形成一主動陣列結構於第二表面上；以及(p5)形成一有機發光二極體於主動陣列結構上。

100‧‧‧有機發光二極體顯示器

110‧‧‧基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

120‧‧‧光吸收層

122‧‧‧開口

130‧‧‧主動陣列結構

131‧‧‧金屬層

132‧‧‧資料線

134‧‧‧閘極線

136‧‧‧開關元件

136D‧‧‧汲極

136S‧‧‧源極

136G‧‧‧閘極

138‧‧‧驅動線

140‧‧‧驅動電晶體

142‧‧‧電容線

144‧‧‧電容結構

150‧‧‧有機發光二極體

150R‧‧‧有機發光二極體

150G‧‧‧有機發光二極體

150B‧‧‧有機發光二極體

151‧‧‧第一電極

152‧‧‧第二電極

153‧‧‧有機發光層

154‧‧‧電洞傳輸層

155‧‧‧電子傳輸層

160‧‧‧保護基板

200‧‧‧方法

210‧‧‧基板

220‧‧‧主動陣列結構

230‧‧‧第一保護層

240‧‧‧光吸收層

250‧‧‧第二保護層

S1、S2、S3、S4‧‧‧步驟

S5、S6、S7‧‧‧步驟

D‧‧‧方向

W1‧‧‧寬度

W2‧‧‧寬度

Z‧‧‧間距

A‧‧‧位置

第1圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體顯示 器的剖面示意圖。

第2圖繪示發明一實施方式之主動陣列結構的電路構成示意圖。

第3圖繪示本發明一實施方式之主動陣列結構與光吸收層的上視示意圖。

第4圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體的剖面示意圖。

第5圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體顯示器的製造方法之流程圖。

第6A-6E圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體顯示器的製造方法中數個製程階段的剖面示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

第1圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體顯示器100的剖面示意圖。有機發光二極體顯示器100包 含基板110、光吸收層120、一主動陣列結構130、以及至少一個有機發光二極體150。

基板110具有第一表面111以及一第二表面112，且第一表面111與第二表面112相對。在一實施方式中，第一表面111與第二表面112大致平行。基板110可為剛性基板或是可撓性基板。舉例而言，基板110可為玻璃基板、不銹鋼基板、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)基板、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)基板、聚醯亞氨基板、聚碳酸酯基板或可撓性超薄玻璃基板。

光吸收層120配置在基板110的第一表面111上，並且光吸收層120具有至少一個開口122露出一部分的第一表面111。在一實施方式中，光吸收層120可吸收波長在約380nm至約780nm範圍內的光線，更明確地為約400nm至約700nm。在一實施方式中，光吸收層120可吸收波長介於約400nm至約700nm範圍內每一波長的光線，且平均的光吸收率為約70%至約100%。在一實施方式中，光吸收層120的圖案大致上呈現矩陣式的外觀，更具體的說，光吸收層120的每一開口122的輪廓為矩形，並且每一開口122大致上對應有機發光二極體顯示器100的每一個次畫素區域。在另一實施方式中，光吸收層120為多個長條圖案所構成，而且每一個開口122的輪廓為長條形。在其他實施方式中，光吸收層120的圖案為網狀。在一具體實例中，光吸收層為包含黑色染料(或顏料)、光阻材料以及高分子溶液的混合物。在另一實施例中，光吸收層可包含無 機黑色顏料(pigment)以及鉛硼矽玻璃的混合物，並利用高溫燒結程序，使黑色顏料藉由鉛硼矽玻璃而固黏在基板210上。

更詳細地說，光吸收層120是配置在有機發光二極體顯示器100的外側表面，用以吸收從外界投射向面板的環境光線，從而提高顯示畫面的品質。一般而言，基板110具有光滑平坦的表面，例如第一表面111及第二表面112，當光線從外界投射向有機發光二極體顯示器100時，平坦的第一表面111及/或主動陣列結構130中的金屬層131形成極佳的反射面，入射的光線從金屬層131及/或第一表面111反射向使用者，因此干擾了使用者所看到的影像畫面。在習知技術中，為了克服上述問題，有使用偏光膜或抗反射膜貼附在顯示器的外側表面。但是，偏光膜或抗反射膜會同時吸收顯示器所發出的光線，造成顯示器的亮度降低。對於有機發光二極體顯示器而言，這卻造成極大的困擾。因為為了讓有機發光二極體顯示器達到亮度規格上的要求，必須增加輸入有機發光二極體的電流量，以提高其亮度。但是，當通過有機發光二極體的電流量提高時，有機發光二極體的使用壽命會大幅的縮短。本發明便基於上述技術思想所提出的解決方案。根據本發明的實施方式，在有機發光二極體顯示器100的外側表面設置光吸收層120，用以吸收從外界投射向顯示面板的光線，因此降低顯示器100外側表面(即第一表面)對入射光的反射面積。另一方面，光吸收層120具有多個開口122露出面板的次畫素 區，因此有機發光二極體150所發射出的光線能夠經由開口122而傳遞出。

主動陣列結構130位於基板110第二表面112上，所以主動陣列結構130與光吸收層120是位於基板110的相對兩側。換言之，主動陣列結構130是位在有機發光二極體顯示器100的內側，而光吸收層120位於有機發光二極體顯示器100的外側表面。

第2圖繪示本發明一實施方式之主動陣列結構130的電路構成示意圖。主動陣列結構130包含至少一條資料線132、至少一條閘極線134以及至少一個開關元件136。開關元件136的例示實施例包含多晶矽薄膜電晶體，非晶矽矽薄膜電晶體或是諸如氧化銦鎵鋅(IGZO)薄膜電晶體等金屬氧化物薄膜電晶體。開關元件136包含汲極136D、源極136S和閘極136G。開關元件136電性耦接資料線132及閘極線134，並且經由閘極線134控制開關元件136的開關狀態。在一實施方式中，主動陣列結構130更包含至少一條驅動線138以及至少一個驅動電晶體140。驅動電晶體140電性橋接驅動線138與有機發光二極體150。在另一實施方式中，主動陣列結構130還包含至少一條電容線142以及至少一個電容結構144。電容結構144連接電容線142，且開關元件136的汲極136D連接電容結構144。

第3圖繪示本發明一實施方式之主動陣列結構130與光吸收層120的上視示意圖。為使本發明所屬技術領域的通常知識者便於閱讀及理解，第3圖是經簡化而未繪示 主動陣列結構130的全部元件，例如開關元件136、驅動電晶體140及電容結構144並未繪示在第3圖中。請同時參照第1圖及第3圖，在垂直基板110的方向D上，光吸收層120與主動陣列結構130中的至少一圖案化金屬層131重疊。圖案化金屬層131可例如是資料線132或閘極線134。換言之，在垂直基板110的方向D上，光吸收層120重疊資料線132與閘極線134的其中至少一者。在另一實施方式中，在垂直基板110之方向D上，光吸收層120與驅動線138重疊，如第3圖所示。在又一實施方式中，在垂直基板110之方向D上，光吸收層120與電容線142重疊。

請再參照第1圖，有機發光二極體150位於主動陣列結構130上，而且在垂直基板110的方向D上，有機發光二極體150與光吸收層120的開口122重疊。在本文中，「重疊」之用語在意義上包含完全重疊以及部分重疊兩種情況。此外，雖然在第1圖中繪示有機發光二極體150位於主動陣列結構130上，但是在本發明其他實施方式中，有機發光二極體150可以設置在基板110與主動陣列結構130之間。在一實施方式中，有機發光二極體150的寬度W1大致上等於開口122的寬度W2，但本發明不限於此。

一般而言，有機發光二極體顯示器100包含多個有機發光二極體150，例如紅色有機發光二極體150R、綠色有機發光二極體150G及藍色有機發光二極體150B，如第1圖所示。當欲提高有機發光二極體顯示器100的開口率時， 勢必要縮小相鄰的兩個有機發光二極體150之間的間距，例如紅色有機發光二極體150R與綠色有機發光二極體150G之間的間距Z。但是當相鄰的兩個不同顏色的有機發光二極體150R、150G之間的間距減少時，雖然相鄰的兩個有機發光二極體150R、150G實體上沒有相互重疊，但是在相鄰處仍然會發生局部混光的現象，例如第1圖標示的位置A。更詳細的說，在位置A同時受到紅光及綠光的照射，所以在局部區域發生顏色混合的不良現象。根據本發明的實施方式，在第一表面111上設置光吸收層120，能夠有效改善上述的局部混光現象。根據本發明的一或多個實施方式，光吸收層120可以實質上設置在兩個相鄰的次畫素之間，從而遮蔽發生混光的區域。

第4圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體150的剖面示意圖。有機發光二極體150包含第一電極151、第二電極152以及有機發光層153。有機發光層153設置在第一電極151與第二電極152之間。更詳細的說，第一電極151配置在有機發光層153與主動陣列結構130之間。在一實施方式中，有機發光二極體150的第一電極151實質上等電位(equi-potentially)連接至主動陣列結構130。舉例而言，第一電極151實質上等電位連接第2圖繪示的驅動電晶體140，因此電流從第一電極151通過有機發光層153再傳遞至第二電極152。在一實施例中，有機發光二極體150還包含有電洞傳輸層154以及電子傳輸層155，如第4圖所示。電洞傳輸層154位於第一電極151與有機 發光層153之間，電子傳輸層155位於第二電極152與有機發光層153之間。

在一實施方式中，如第1圖所示，有機發光二極體顯示器100可更包含保護基板160，設置在主動陣列結構130以及有機發光二極體150的上方。保護基板160與基板110可形成密閉空間，用以保護其中的主動陣列結構130以及有機發光二極體150。保護基板160可例如為玻璃基板、不銹鋼基板、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)基板、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)基板、聚醯亞氨基板、聚碳酸酯基板或可撓性超薄玻璃基板。

本發明之另一態樣是提供一種有機發光二極體顯示器的製造方法。第5圖繪示本發明一實施方式之有機發光二極體顯示器的製造方法200之流程圖，第6A-6E圖繪示方法200中數個製程階段的剖面示意圖。如第5圖所示，方法200包含步驟S1、步驟S2、步驟S3、步驟S4、步驟S5、步驟S6及步驟S7。

在步驟S1中，提供基板210，如第6A圖所示。基板210具有相對的第一表面211和第二表面212。基板210的具體實施例或實施方式可與前文關於基板110的敘述相同或相似。

在步驟S2中，形成主動陣列結構220於第一表面211上，如第6A圖所示。主動陣列結構220的具體實施例或實施方式可與前文關於主動陣列結構130的敘述相同或相似。

在步驟S3中，形成第一保護層230覆蓋主動陣列結構220，如第6A圖所示。第一保護層230在後續的步驟中將被移除，因此第一保護層230是暫時性地覆蓋在主動陣列結構220上。在一實施方式中，第一保護層230包含正型光阻或是負型光阻。在另一實施方式中，第一保護層230可為高分子乾膜(dry film)，其經由滾壓製程而貼附在主動陣列結構220上。

在步驟S4中，形成光吸收層240於第二表面212上，如第6B圖所示，第6B圖中各元件的空間關係是將第6A圖上下翻轉180度而繪示。在一具體實例中，在形成光吸收層之前，是將步驟S3所得的結構上下翻轉，讓第一保護層230位於基板210的下方。因此，在形成光吸收層240的過程中，讓第一保護層230與機器設備或輸送載具接觸，從而避免主動陣列結構220受到損害。再者，光吸收層240具有多個開口242曝露出一部分的第二表面212。在此，吸收層240的具體實施例或實施方式可與前文關於光吸收層120的敘述相同或相似。

在步驟S5中，形成第二保護層250覆蓋光吸收層240，如第6B圖所示。在一實施方式中，第二保護層250在後續步驟中將被移除，因此第二保護層250是暫時性地覆蓋光吸收層240上。但是，在其他實施方式中，第二保護層250不會在後續的步驟中被移除；舉例而言，第二保護層250可為高硬度的抗磨損層，用以保護光吸收層240。在又一實施方式中，第二保護層250包含正型光阻或是負 型光阻，但是第二保護層250的光阻種類與第一保護層230的光阻種類不同。舉例來說，當第一保護層230包含正型光阻時，第二保護層250則包含負型光阻；或者當第一保護層230包含負型光阻時，第二保護層250則包含正型光阻。

在步驟S6中，移除第一保護層230，讓主動陣列結構220曝露出來，如第6C圖所示，第6C圖中各元件的空間關係是將第6B圖上下翻轉180度而繪示。移除第一保護層230的方式是根據第一保護層230的材料特性而異。在一實施方式中，第一保護層230包含正型光阻，且第二保護層250包含負型光阻；此時使用適用於正型光阻的去光阻劑來移除第一保護層230。在移除第一保護層230的過程中，因為第二保護層250包含負型光阻，並不包含正型光阻，所以第二保護層250不會被移除。在第一保護層230為高分子乾膜的實施方式中，可利用剝離設備來移除第一保護層230。

在步驟S7中，形成有機發光二極體260於主動陣列結構220上，如第6D圖所示。有機發光二極體260的具體實施例或實施方式可與前文關於有機發光二極體150的敘述相同或相似。

在一實施方式中，是依序進行步驟S1至步驟S7。

在另一實施方式中，可先形成光吸收層240，之後才形成主動陣列結構130。換句話說，可依序進行步驟S1、步驟S4、步驟S5、步驟S2、步驟S3及步驟S7。更詳細地 說，先提供基板，此基板具有相對的第一表面以及第二表面。然後，形成光吸收層於第一表面上，光吸收層具有多個開口露出第一表面。之後，形成保護層覆蓋光吸收層。隨後，形成主動陣列結構於第二表面上。在完成主動陣列結構之後，形成有機發光二極體於主動陣列結構上。在一實施例中，光吸收層可包含無機黑色顏料(pigment)以及鉛硼矽玻璃的混合物，並利用高溫燒結程序，使黑色顏料藉由鉛硼矽玻璃而固設在基板上。

在又一實施方式中，方法200在步驟S7之後，更包含：形成保護基板270覆蓋有機發光二極體260，如第6D圖所示。保護基板270的具體實施例或實施方式可與前文關於保護基板160的敘述相同或相似。

在另一實施方式中，在形成保護基板270之後，可以移除第二保護層250，而讓光吸收層240露出，如第6E圖所示，第6E圖中各元件的空間關係是將第6D圖所示的結構上下翻轉180度而繪示。移除第二保護層250之後，可在光吸收層240上形成高硬度的保護層或其他膜層。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧有機發光二極體顯示器

110‧‧‧基板

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

120‧‧‧光吸收層

122‧‧‧開口

130‧‧‧主動陣列結構

131‧‧‧金屬層

150‧‧‧有機發光二極體

150R‧‧‧有機發光二極體

150G‧‧‧有機發光二極體

150B‧‧‧有機發光二極體

160‧‧‧保護基板

D‧‧‧方向

W1‧‧‧寬度

W2‧‧‧寬度

A‧‧‧位置

Z‧‧‧間距

Claims (6)

1. 一種有機發光二極體顯示器，包含：一基板，具有相對之一第一表面以及一第二表面；一光吸收層，配置於該第一表面上，且該光吸收層具有至少一開口露出該第一表面的一部分，其中該光吸收層包含實質上互相垂直的一第一長條部及一第二長條部；一主動陣列結構，位於該第二表面上，且包含：至少一資料線，在垂直該基板之一方向上，該資料線與該第二長條部重疊；至少一閘極線，在垂直該基板之該方向上，該閘極線與該第一長條部重疊；至少一開關元件電性連接該閘極線和該資料線；至少一電容線；至少一電容結構，連接該電容線，其中該開關元件具有一汲極連接該電容結構；至少一驅動電晶體；以及至少一驅動線，電性連接該驅動電晶體，其中該驅動線以及該電容線在同一方向上延伸，且在垂直該基板之該方向上，該驅動線以及該電容線與該第二長條部重疊；以及一有機發光二極體，電性連接該開關元件，且在垂直該基板之一方向上，有機發光二極體與該開口重疊。
2. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示器，其中該有機發光二極體包含一第一電極、一第二電極以及一有機發光層設置於該第一電極與該第二電極之間，其中該第一電極 位於該有機發光層與該主動陣列結構之間。
3. 如請求項1所述之有機發光二極體顯示器，其中該有機發光二極體的一寬度大致上等於該開口的一寬度。
4. 一種有機發光二極體顯示器的製造方法，包含依序進行的以下步驟：(a)提供一基板，該基板具有相對之一第一表面以及一第二表面；(b)形成一主動陣列結構於該第一表面上；(c)形成一第一保護層覆蓋該主動陣列結構；(d)形成一光吸收層於該第二表面上，該光吸收層具有多個開口露出該第二表面；(e)形成一第二保護層覆蓋該光吸收層；(f)移除該第一保護層，以露出該主動陣列結構；以及(g)形成一有機發光二極體於露出的該主動陣列結構上；其中該第一保護層及該第二保護層的其中一者包含負型光阻，且該第一保護層及該第二保護層的另一者包含正型光阻。
5. 如請求項4所述之有機發光二極體顯示器的製造方法，在步驟(g)之後，更包含：形成一保護基板覆蓋該有機發光二極體。
6. 如請求項4所述之有機發光二極體顯示器的製造方法，在步驟(g)之後，更包含：移除該第二保護層。