TWI688811B - 可撓式顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可撓式顯示裝置，其包括至少一發光像素；一間隔件，該間隔件上形成有至少一凹槽，該凹槽沿一第一方向相鄰於該發光像素，並沿相異於該第一方向的一第二方向延伸；及一導電層，設置在該發光像素及該間隔件上，並延伸至該凹槽內。
Description
本發明大體上係關於顯示裝置；具體而言，本發明係關於可撓式顯示裝置。
近年來，可撓式顯示裝置越來越受歡迎，且目前已發展的可撓式顯示裝置通常使用主動式矩陣有機發光二極體(active matrix organic light emitting diode, AMOLED)顯示面板，以增進折疊的可能性同時獲取更佳之影像品質。
以現有技術而言，可撓式顯示裝置的彎曲度至多僅能達到曲率2mm，並且僅能達到單一維度的折疊。此外，當可撓式顯示裝置經過多次彎折後，局部的頂部電極可能變形甚至龜裂，而造成斷路，進而限制了電子裝置應用的可能性。
因此亟需一種可被任意地對折，而不易龜裂的可撓式顯示裝置。
為了解決先前技術中存在的問題，本案發明人提出了妥適的發明構思，並由下述諸多不同的實施例加以體現。
本發明的一個實施例是一種可撓式顯示裝置，其包含至少一發光像素；一間隔件，該間隔件上形成有至少一凹槽，該凹槽沿一第一方向相鄰於該發光像素，並沿相異於該第一方向的一第二方向延伸；及一導電層，設置在該發光像素及該間隔件上，並延伸至該凹槽內。
在一個實施例中，該凹槽內具有一側壁及一底面，該導電層自該發光像素延伸至該側壁及該底面。
在一個實施例中，該可撓式顯示裝置更包含一第二導電層，設置於該底面，並且電連接於該第一導電層。
在一個實施例中，該可撓式顯示裝置更包含一電極，設置於該發光像素相對該第一導電層的另一側，並且對應於該發光像素。
在一個實施例中，該電極與該第二導電層在該第二方向上共平面。
在一個實施例中，該可撓式顯示裝置更包含一薄膜電晶體層，設置在該電極相對於該發光像素的另一側，其中該凹槽延伸至該薄膜電晶體層內，該第二導電層與該薄膜電晶體層中的一汲極電極、一源極電極或一電容之一電極板共平面。
在一個實施例中，該間隔件上形成有二該凹槽與一凹陷部，該凹陷部介於二該凹槽之間，該發光像素係位於該凹陷部內。
在一個實施例中，各該凹槽之一深寬比大於該凹陷部之一深寬比。
在一個實施例中，該可撓式顯示裝置包含二該發光像素，其中一該凹槽在該第一方向上介於二該發光像素之間。
在一個實施例中，該第一導電層從其中一該發光像素延伸至另一該發光像素，並覆蓋在二該發光像素上。
參照圖1，圖1為俯視圖，用來顯示根據本發明之一可撓式顯示裝置10的一部分，該部分為發光層的一部分，為便於說明，其餘如封裝、觸控等層暫於此圖中省略。可撓式顯示裝置10包括主要由多個發光像素(pixel) 12a、12b、12c、12d組成之一陣列，以規則或不規則方式排列而成。其中，多個發光像素12a、12b、12c、12d的尺寸可能彼此相同或相異。並且，這些發光像素可經設計以發射顏色相同或相異的光譜。其餘未標號之發光像素為發光像素12a、12b、12c、12d等之組合，本揭露書中將以此四個像素為例加以闡述說明。
繼續參照圖1，可撓式顯示裝置10更包括間隔件14。在一些實施例中，間隔件14可為一感光材料，其可透過塗佈的方式沿一第一方向D1 (例如水平方向)塗覆在可撓式顯示裝置10的一基板(未標示)上，並經過曝光、顯影等步驟產生一連續的網格狀結構，並且在相異於第一方向D1的一第二方向D2 (例如相對於第一方向大致上呈垂直的方向)上具有一定厚度，使網格結構在間隔件14上形成凹入於間隔件14表面的多個凹陷部(或稱網眼)。設置間隔件14的目的之一為將發光像素陣列中的多個發光像素12a、12b、12c、12d在第一方向D1上產生的散射光被限位於相對應的網眼內，而彼此隔開，使得單一個發光像素與周圍其他的發光像素彼此不致互相干擾。因此，在某些實施例中，間隔件14也被稱為像素定義層(pixel define layer)。同時，間隔件14亦可用來將發光像素與周圍的物件(例如電子元件)隔開。
在某些實施例中，間隔件14亦可為一介電材料，提供彼此相鄰的發光像素電性絕緣。此外，間隔件14亦可為一光吸收材料，可將來自外界環境的入射光加以吸收，避免入射光的反射作用對發光像素的發光效率產生干擾，進而增強對比度。
參照圖2，圖2為剖視圖，用來顯示沿圖1之AA'線擷取之發光像素12b與部分的間隔件14。在一些實施例中，發光像素12b可包括複數個有機材料疊層，例如電子注入層(Electron Injection Layer, EIL)、電子穿隧層(Electron Transport layer, ETL)、發光層26、電洞穿隧層(Hole Transport layer, HTL)、電洞注入層(Hole Injection Layer, HIL)等沿著第二方向D2堆疊的薄膜。在一些實施例中，發光像素12b為發光層26覆蓋之區域。
在一些實施例中，可撓式顯示裝置10更包括薄膜電晶體(thin film transistor, TFT)層32，其沿第二方向D2設置於發光像素12b下方，介於發光像素12b與基板之間。關於TFT層32的進一步描述，將參照圖3至圖5描述如後。
間隔件14上形成有至少一凹槽20，凹槽20類似前述複數個網眼，但並不是用來容置發光像素，且其深度也可能與前述複數個網眼有所不同。凹槽20與發光像素12b在第一方向D1上相鄰。在一些實施例中，凹槽20介於發光像素12b與發光像素12c之間(如圖一所示) 。
在一些實施例中，凹槽20具有錐形的剖面形狀。在一些實施例中，當從俯視角度觀看時，凹槽20呈現多邊形、或橢圓形，但不限於此。
可撓式顯示裝置10的間隔件14可包括其他的凹槽，位在兩個發光像素之間、或僅與一個發光像素相鄰、或未與發光像素相鄰。本揭露書中以沿AA'線及BB'線擷取之凹槽為例加以闡述說明。凹槽可藉由曝光、顯影或蝕刻等步驟產生在間隔件14中。在一些實施例中，在可撓式顯示裝置10上的複數個凹槽可彼此具有相同或不同的形狀及大小。
凹槽20沿第二方向D2延伸，其中凹槽20的一端在間隔件14表面形成一開口，另一端延伸至位於其下方的層(例如TFT層32)，並且暴露出該層的部分上表面。在一些實施例中，凹槽20的內徑大小從相鄰於間隔件14表面的一側朝向相鄰於下方層的一側漸縮，例如，當從如圖2之剖視圖觀看時，凹槽20在第一方向D1上的寬度愈靠近下方層愈窄。此外，基於在第二方向D2上的深度與在第一方向D1上的寬度，凹槽20可具有一深寬比(aspect ratio)，該深寬比介於3：1～60：1，例如20：1。
在一些實施例中，凹槽20中可被後續製程的材料給填滿，因此並不會看到如圖2中的空隙。例如，凹槽20中可填入能承受拉伸應力的有機材料，以保護後續沉積在凹槽20內的疊層，並進一步避免可撓式顯示裝置10因彎折而龜裂。
繼續參照圖2，可撓式顯示裝置10更包括一第一導電層22，可覆蓋在圖1之發光像素陣列與間隔件14上，因此，第一導電層22亦可被稱為共用電極。在一些實施例中，第一導電層22可為陰極，對發光層26提供電子。第一導電層22可包括金屬，例如鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈉(Na)、鉀(K)、鋁(Al)、銀(Ag)等金屬或其合金、或其他低功函數(work function)的材料，但不限於此。第一導電層22亦可包括金屬氧化物，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等透明導電材料，但不限於此。第一導電層22亦可包括由上述材料所組成之層疊。第一導電層22可藉由蒸鍍、直流磁控濺鍍或原子層沉積等方式鍍膜於發光像素陣列與間隔件14上，並且深入至凹槽20內。
第一導電層22覆蓋在間隔件14上，且進一步延伸進入凹槽20內。從圖2之剖視圖觀看時，凹槽20具有側壁20a與20b，及底面20c。在一些實施例中，第一導電層22自發光像素12b延伸至凹槽20的側壁20a、或側壁20b、或兩者上。在一些實施例中，第一導電層22覆蓋在凹槽20的底面20c上。在一些實施例中，第一導電層22覆蓋在凹槽20的所有表面上。在一些實施例中，第一導電層22與凹槽20的表面之間更夾有另一不同的層。在一些實施例中，第一導電層22至少與側壁20a、側壁20b、底面20c、及發光像素12b中之一者接觸。在一些實施例中，第一導電層22通過凹槽20而與間隔件14下方的層(例如鈍化層)接觸。
在一些實施例中，第一導電層22接觸發光像素12b，並且在凹槽20內連接至一電壓，該電壓又可稱為共用電壓。在一些實施例中，該共用電壓為接地電壓(ground)。
繼續參照圖2，在一些實施例中，可撓式顯示裝置10更包括第二導電層24，設置於凹槽20的底面20c，並電連接於第一導電層22電連接。在一些實施例中，第二導電層24具有與第一導電層22相同之材料。
在一些實施例中，可撓式顯示裝置10更包括電極30a，設置於發光像素12b相對於第一導電層22的另一側，並且對應於發光像素12b。電極30a位在網眼中、發光像素12b的下方，因此電極30a亦可被稱為像素電極。發光像素12b介於第一導電層22與電極30a之間。在一些實施例中，電極30a可為陽極，對發光層26提供電洞。在一些實施例中，電極30a可包括釩(V)、鉻(Cd)、銅(Cu)等金屬或其合金、或其他高功函數的材料，但不限於此。在一些實施例中，電極30a亦可包括金屬氧化物，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)等透明導電材料，但不限於此。在一些實施例中，電極30a接觸發光像素12b。
在一些實施例中，第二導電層24可與電極30a共平面，例如位於同一表面或同一水平面。在一些實施例中，第二導電層24可與電極30a在同一製程步驟中一起形成，例如在同一製程步驟中藉由使用同一光罩而一起形成在TFT層32上。
在一些實施例中，電極30a、發光像素12b及第一導電層22共同形成一個有機發光二極體(organic light emitting diode； OLED)。
本發明的凹槽狀的結構設計預留了彎折的空間，因此凹槽20內的第一導電層22較不易在彎折過程中斷裂，即使對應發光像素12b的第一導電層22斷裂，發光像素12b仍可透過布置於凹槽20內的第一導電層22及第二導電層24形成通路，而避免大面積的發光像素陣列無法發光的問題。
在一些實施例中，間隔件14覆蓋電極30a之周圍區域，並暴露電極30a之中心區域，因此間隔件14又可被稱為邊緣覆蓋件(edge cover)或邊緣絕緣件(edge insulator)。在一些實施例中，發光像素12b覆蓋電極30a之中心區域，而形成如圖1之發光像素陣列。在一些實施例中，發光像素12b與電極30a之中心區域接觸。間隔件14除了前述將發光像素陣列中的多個發光像素一一隔開之外，其功能還包括避免電極30a與第一導電層22發生短路，或避免因電極30a形成針孔(pinhole)缺陷而影響OLED之發光性能。
參照圖3，圖3為剖視圖，用來顯示凹槽20的另一實施例。圖3具有與圖2相似的結構，相同的符號代表相似的元件，在此不再贅述。如圖3所示，TFT層32設置在電極30a相對於發光像素12b的另一側。
TFT層32包括複數層疊，例如最下層的基板層32a、設置於基板層上的電路層、及覆蓋電路層的鈍化層32b等。在一些實施例中，電路層包括複數個位於不同水平面的導體層。在一些實施例中，電路層中包括半導體、閘極電極33a、汲極電極33b、源極電極33c等。
在一些實施例中，第二導電層24位在TFT層32中。在一些實施例中，凹槽20延伸至TFT層32內，第二導電層24與汲極電極33b或源極電極33c共平面。在一些實施例中，第二導電層24、源極電極33c與汲極電極33b在同一製程步驟中一起形成。
在一些實施例中，第一導電層22經由第二導電層24而連接至一接地電壓。例如第一導電層22通過凹槽20電連接至第二導電層24，而第二導電層24電連接至接地電壓。在一些實施例中，電路層經由電極30a而電連接至發光像素12b。例如圖3所示，汲極電極33b電連接至電極30a，而電極30a電連接至發光像素12b。
在一些實施例中，第二導電層24可為TFT層32中的一導體層。在一些實施例中，第二導電層24與TFT層32中的其他導體層隔開。例如，第二導電層24與汲極電極33b可位於絕緣層之表面上，而兩者無電連接。
參照圖4，圖4為剖視圖，用來顯示凹槽20的另一實施例。圖4具有與圖3相似的結構，相同的符號代表相似的元件，在此不再贅述。如圖4所示，TFT層32包括電極板35a及35b。在一些實施例中，電極板35a及35b作為一電容之上下電極板。
在一些實施例中，第二導電層24位在TFT層32中。在一些實施例中，凹槽20延伸至TFT層32內，第二導電層24與電極板35a共平面。在一些實施例中，第二導電層24與電極板35a在同一製程步驟中一起形成。
參照圖5，圖5為剖視圖，用來顯示凹槽20的另一實施例。圖5具有與圖4相似的結構，相同的符號代表相似的元件，在此不再贅述。
在一些實施例中，第二導電層24位在TFT層32中。在一些實施例中，凹槽20延伸至TFT層32內，第二導電層24與電極板35b共平面。在一些實施例中，第二導電層24與電極板35b在同一製程步驟中一起形成。
參照圖6，圖6為剖視圖，用來顯示沿圖1之BB'線擷取之發光像素 12a、12b、12c與部分的間隔件14。圖6具有與圖2相似的結構，相同的符號代表相似的元件，在此不再贅述。關於發光像素12a、12c及其他相似元件之詳細描述請參照圖2。
在一些實施例中，間隔件14具有多個凹槽20、34，這些凹槽20、34的深度或深寬比可以是相同的，也可能不同。凹槽34與發光像素12b在第一方向D1上相鄰，凹槽34與凹槽20分別位於發光像素12b之兩側。在一些實施例中，凹槽34暴露位於其下方的層的部分上表面。
在一些實施例中，凹槽34具有錐形的剖面形狀。在一些實施例中，當從俯視角度觀看時，凹槽34呈現多邊形、或橢圓形，但不限於此。在一些實施例中，凹槽34與凹槽20可彼此具有相同或不同的形狀及大小。在一些實施例中，同凹槽20，凹槽34中可被後續製程的材料給填滿，因此並不會看到如圖6中的空隙。
在一些實施例中，凹槽34與凹槽20之間形成凹陷部(即前述之網眼)，而發光像素12b可位於凹陷部內。在第一方向D1上，凹槽34與凹槽20位於凹陷部之兩側。在一些實施例中，凹槽20之深寬比(d1/w1)可大於凹陷部之深寬比(d2/w2)，但不限於此。
在一些實施例中，第一導電層22延伸進入凹槽34內。在一些實施例中，凹槽34具有與凹槽20大致相同的剖面形狀，且亦具有側壁及底面。在一些實施例中，第一導電層22覆蓋在凹槽34的側壁上。在一些實施例中，第一導電層22覆蓋在凹槽34的底面上。在一些實施例中，第一導電層22與凹槽34之側壁或底面之間更夾有另一不同的層。在一些實施例中，第一導電層22至少與凹槽34的側壁或底面接觸。第一導電層22通過凹槽34而與間隔件14下方的層接觸。在一些實施例中，第一導電層22在凹槽34內連接至一接地電壓。
繼續參照圖6，在一些實施例中，可撓式顯示裝置10更包括第二導電層36，設置於凹槽34之底面，並且電連接於第一導電層22。在一些實施例中，第二導電層36可與電極30a共平面。在一些實施例中，第二導電層36可與電極30a在同一製程步驟中一起形成。
在一些實施例中，第二導電層36可位在TFT層32中。在一些實施例中，第二導電層36可與源極電極、汲極電極、電容之上電極板、或電容之下電極板中之一者共平面。雖然圖6描繪第二導電層24、36均與電極30a共平面，但不限於此。在一些實施例中，第二導電層36位在TFT層32中，與TFT層32中的任一導體層共平面；第二導電層24位在TFT層32上，與電極30a共平面。
凹槽20在第一方向D1上係介於發光像素12b與發光像素12c之間。第一導電層22從發光像素12b延伸至發光像素12c，並覆蓋在發光像素12b與發光像素12c上。在一些實施例中，第一導電層22作為共用電極，使發光像素12b與發光像素12c等電位。
在一些實施例中，可撓式顯示裝置10更包括電極30b。發光像素12c介於第一導電層22與電極30b之間。在一些實施例中，電極30b與第二導電層24共平面。在一些實施例中，電極30b作為陽極，對發光像素12c提供電洞。在一些實施例中，電極30b接觸發光像素12c。在一些實施例中，電極30b電連接TFT層32中的電路層。在一些實施例中，電極30b、發光像素12c、及第一導電層22共同形成一個OLED。
在一些實施例中，間隔件14覆蓋電極30b之周圍區域，並暴露電極30b之中心區域。在一些實施例中，發光像素12c覆蓋電極30b之中心區域，而形成如圖1之發光像素陣列。在一些實施例中，發光像素12c與電極30b之中心區域接觸。
參照圖7，圖7為立體圖，根據本發明之一實施例例示可撓式顯示裝置10之彎折狀態。可撓式顯示裝置10具有可彎折方向，其中可彎折方向與該凹槽的延伸方向D2相同。當可撓式顯示裝置10彎折時，凹槽狀的結構設計預留了彎折的空間，使得可撓式顯示裝置10即使經過多次彎折，第一導電層22亦不易龜裂，而造成局部陰極斷路之現象。
本說明書及其摘要部分只是闡述發明人所預期的本發明之一或多個實施例，並非窮舉所有的實施例。本說明書及其摘要部分不應用以限制申請人所申請的專利範圍。
上文有使用區塊的方式來描述本發明的不同實施例之不同功能。各區塊之間的邊界劃定只是為了便於描述。只要能適當的實現所述指定功能及其相對關係，便毋須死板地遵守上文或圖式中所劃定的邊界。
本說明書中針對特定實施例之描述可以充分地揭露本發明之一般性質，使得技藝人士在不脫離本發明之一般精神的情況下可以針對特定應用情況而對任何實施例做出相應、適當、不過度的修改，這些修改仍然不脫離本發明的範圍及其均等範圍。
本發明所申請的專利範圍是以後附申請專利範圍及其均等範圍所界定，而非由說明書、摘要及圖式所限制。
10 可撓式顯示裝置 12a 發光像素 12b 發光像素 12c 發光像素 12d 發光像素 14 間隔件 20 凹槽 20a 側壁 20b 側壁 20c 底面 22 第一導電層 24 第二導電層 26 發光層 30a 電極 30b 電極 32 薄膜電晶體層 32a 基板層 32b 鈍化層 33a 閘極電極 33b 汲極電極 33c 源極電極 34 凹槽 35a 電極板 35b 電極板 36 第二導電層 D1 第一方向 D2 第二方向
圖1為俯視圖，根據本發明之一實施例例示可撓式顯示裝置的一部分。 圖2為剖視圖，根據本發明之一實施例例示沿圖1之AA'線擷取之一部分。 圖3為剖視圖，根據本發明之另一實施例例示沿圖1之AA'線擷取之一部分。 圖4為剖視圖，根據本發明之另一實施例例示沿圖1之AA'線擷取之一部分。 圖5為剖視圖，根據本發明之另一實施例例示沿圖1之AA'線擷取之一部分。 圖6為剖視圖，根據本發明之一實施例例示沿圖1之BB'線擷取之一部分。 圖7為立體圖，根據本發明之一實施例例示可撓式顯示裝置之彎折狀態。 注意各個圖式都只是用以示意，並非用以限定尺寸、數目、比例或連接關係。
12b 發光像素 14 間隔件 20 凹槽 20a 側壁 20b 側壁 20c 底面 22 第一導電層 24 第二導電層 26 發光層 30a 電極 32 薄膜電晶體層 D1 第一方向 D2 第二方向
Claims (10)
- 一種可撓式顯示裝置，其包含：至少一發光像素；一間隔件，該間隔件上形成有二凹槽與一凹陷部，該凹陷部介於二該凹槽之間，該發光像素係位於該凹陷部內，每一該凹槽沿一第一方向相鄰於該發光像素，並沿相異於該第一方向的一第二方向延伸；一第一導電層，設置在該發光像素及該間隔件上，並延伸至該凹槽內；及一第二導電層，設置於該底面，並且電連接於該第一導電層；其中，每一該凹槽內具有一側壁及一底面，該第一導電層自該發光像素延伸至該側壁及該底面。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，更包含一電極，設置於該發光像素相對該第一導電層的另一側，並且對應於該發光像素。
- 如請求項2之可撓式顯示裝置，其中該電極與該第二導電層在該第二方向上共平面。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，更包含一薄膜電晶體層，設置在一電極相對於該發光像素的另一側，其中該凹槽延伸至該薄膜電晶體層內，該第二導電層與該薄膜電晶體層中的一汲極電極、一源極電極或一電容之一電極板共平面。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，其中各該凹槽之一深寬比大於該凹陷部之一深寬比。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，包含二該發光像素，其中一該 凹槽在該第一方向上介於二該發光像素之間。
- 如請求項6之可撓式顯示裝置，其中該第一導電層從其中一該發光像素延伸至另一該發光像素，並覆蓋在二該發光像素上。
- 如請求項2之可撓式顯示裝置，其中該電極、該發光像素及該第一導電層共同形成一有機發光二極體。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，其中該第一導電層至少與該側壁、該底面、及該發光像素中之一者接觸。
- 如請求項1之可撓式顯示裝置，其中該第一導電層通過該凹槽電連接至該第二導電層。
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