TWI865259B - 顯示面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板包含第一透明基板、第二透明基板、複數個太陽能電池、電極層、互連層以及複數個發光二極體。第一透明基板其上設有複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極。第二透明基板位於第一透明基板上方。太陽能電池位於第二透明基板朝向第一透明基板的表面上。電極層串聯太陽能電池。互連層電性連接電極層。發光二極體位於互連層與畫素電極之間，其中發光二極體每一者電性連接畫素電極其中一者與互連層。

Description

顯示面板及其製造方法

本揭露是有關一種顯示面板及一種顯示面板的製造方法。

在智慧顯示的領域中，智慧窗(Smart window)是一種漸漸步入主流的產品。其可以應用在建築物的光調控開關式窗簾、大型廣告牌等。然而，智慧窗在使用上目前遇到最大的瓶頸，便是通常需要一個體積極大的電力源以及額外的背光模組。這限制了智慧窗的應用前景，因此，一種可以解決上述問題的智慧窗的需求便存在。

本揭露之一技術態樣為一種顯示面板。

根據本揭露之一實施方式，一種顯示面板包含第一透明基板、第二透明基板、複數個太陽能電池、電極層、互連層以及複數個發光二極體。第一透明基板其上設有複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極。第二透明基板位於第一透明基板上方。太陽能電池位於第二透明基板朝向第一透明基板的表面上。電極層串聯太陽能電池。互連層電性連接電極層。發光二極體位於互連層與畫素電極之間，其中發光二極體每一者電性連接畫素電極其中一者與互連層。

在本揭露之一實施方式中，太陽能電池的每一者更包含電子傳遞極。電子傳遞極位於太陽能電池的其中一者朝向第二透明基板的表面上。

在本揭露之一實施方式中，太陽能電池的每一者更包含電洞傳遞極。電洞傳遞極位於太陽能電池的其中一者背對電子傳遞極的表面上。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板更包含第一絕緣層。第一絕緣層圍繞太陽能電池且使電子傳遞極的一部分及電洞傳遞極的一部分與電極層電性連接。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板更包含第二絕緣層。第二絕緣層位於互連層與電極層之間，且使電極層的一部分與互連層電性連接。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板更包含調光層。調光層位於互連層與畫素電極之間且環繞發光二極體，配置以調控顯示面板的透光度。

在本揭露之一實施方式中，電子傳遞極與太陽能電池在垂直方向上部分重疊，且電子傳遞極在水平方向有一部分凸出太陽能電池。

在本揭露之一實施方式中，電洞傳遞極與太陽能電池在垂直方向上部分重疊，且太陽能電池在水平方向有一部分凸出電洞傳遞極。

在本揭露之一實施方式中，太陽能電池凸出電洞傳遞極的部分與畫素電極在垂直方向上重疊。

在本揭露之一實施方式中，電子傳遞極與發光二極體在垂直方向上部分重疊。

本揭露之另一技術態樣為一種顯示面板的製造方法。

根據本揭露一實施方式，一種顯示面板的製造方法包含在第一透明基板上形成複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極；在第二透明基板上形成複數個太陽能電池；在太陽能電池上形成電極層；圖案化電極層使太陽能電池串聯；在電極層上形成互連層；在互連層上形成複數個發光二極體；以及將第二透明基板附接至第一透明基板使發光二極體每一者電性連接畫素電極其中一者與互連層。

在本揭露之一實施方式中，在第二透明基板上形成太陽能電池包含：在第二透明基板上形成電子傳遞層；圖案化電子傳遞層以形成複數個電子傳遞極；在電子傳遞極上形成複數個太陽能電池；以及在太陽能電池上形成複數個電洞傳遞極。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板的製造方法更包含在第二透明基板上形成第一絕緣層，使第一絕緣層環繞電子傳遞極、太陽能電池與電洞傳遞極；圖案化第一絕緣層以形成複數個開口，使電子傳遞極的一部分與電洞傳遞極的一部分露出。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板的製造方法更包含圖案化電極層後，在電極層上形成第二絕緣層。

在本揭露之一實施方式中，顯示面板的製造方法更包含在畫素電極與互連層之間填充調光層。

在本揭露上述實施方式中，由於將太陽能電池整合進顯示面板中，顯示面板便可以利用太陽能電池自行發電供自己使用，而不需要額外的電力源來作為供電設備，增加產品的競爭力。

以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。

諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。

第1圖繪示根據本揭露一實施方式的顯示面板100的剖面圖。參照第1圖，一種顯示面板100包含第一透明基板110、第二透明基板120、複數個太陽能電池130、電極層140、互連層150以及複數個發光二極體160。第一透明基板110其上設有複數個薄膜電晶體112與複數個畫素電極114。第二透明基板120位於第一透明基板110上方。太陽能電池130位於第二透明基板120朝向第一透明基板110的表面上。電極層140串聯太陽能電池130。互連層150的一區段(如第1圖右側)電性連接電極層140。發光二極體160位於互連層150與畫素電極114之間，其中發光二極體160每一者電性連接畫素電極114其中一者與互連層150。在本實施方式中，太陽能電池130的上下更包含電子傳遞極132與電洞傳遞極134。電子傳遞極132位於太陽能電池130與第二透明基板120之間。電洞傳遞極134位於太陽能電池130背對電子傳遞極132的表面上。

第2圖繪示第1圖的顯示面板100的等效電路圖。其中三個太陽能電池130串聯在一起(實際上是透過電極層140串聯)。在一些實施方式中，太陽能電池130可以為鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cell，PSC)，但並不用以限制本揭露。第2圖中，另外繪示了電路控制器200，電路控制器200的作用是可以藉由環境光的亮度來調節智慧窗(Smart window)的亮度，電路控制器200可以是達到一定亮度後直接切斷電路，或者是以灰階來做變化。

由於將太陽能電池130整合進顯示面板100中，顯示面板100便可以利用太陽能電池130自行發電供使用，而不需要額外的電力源來作為供電設備，增加產品的競爭力。

參照第1圖，在本實施方式中，顯示面板100更包含第一絕緣層170與第二絕緣層180。第一絕緣層170圍繞太陽能電池130。電子傳遞極132的一部分(未被第一絕緣層170覆蓋的部分)及電洞傳遞極134的一部分(未被第一絕緣層170覆蓋的部分)與電極層140電性連接。第二絕緣層180位於互連層150與電極層140之間。電極層140的一部分(未被第二絕緣層180覆蓋的部分)與互連層150電性連接。此外，顯示面板100更包含調光層190。調光層190位於互連層150與畫素電極114之間且環繞發光二極體160，配置以調控顯示面板100的透光度。調光層190即可藉由施加的電壓來變色，可作為顯示面板100的背光模組來使用，而不需要額外的背光模組，減輕產品的重量。

在本實施方式中，電子傳遞極132與太陽能電池130在垂直方向上部分重疊，且電子傳遞極132在水平方向有一部分凸出太陽能電池130。電洞傳遞極134與太陽能電池130在垂直方向上部分重疊，且太陽能電池130在水平方向有一部分凸出電洞傳遞極134。太陽能電池130凸出電洞傳遞極134的部分與畫素電極114在垂直方向上重疊。

在一些實施方式中，第一透明基板110其上的畫素電極114與薄膜電晶體112的材質可為寬度微小的金屬導線，使第一透明基板110具有高透光度。電極層140與互連層150的材料可以為金屬，但並不用以限制本揭露。調光層190可以包含電致變色(electrochromic)材料，其可以根據給電的不同調整透光度。

第3圖繪示根據本揭露另一實施方式的顯示面板100a的剖面圖。參照第3圖，一種顯示面板100a包含第一透明基板110、第二透明基板120、複數個太陽能電池130、電極層140、互連層150以及複數個發光二極體160a。本實施方式與第1圖的實施方式不同的地方在於，在本實施方式中，發光二極體160a為覆晶發光二極體(Flip chip LED)，因此兩個極都會連在第一透明基板110的畫素電極114上，後續再透過其他方式(如金屬打線等)將第一透明基板110與上方的第二透明基板120的太陽能電池130電性連接。

第4圖繪示根據本揭露又一實施方式的顯示面板100b的剖面圖。參照第4圖，一種顯示面板100b包含第一透明基板110、第二透明基板120b、複數個太陽能電池130b、電極層140b、互連層150b以及複數個發光二極體160a。本實施方式與第3圖的實施方式不同的地方在於，在本實施方式中，太陽能電池130b(且包含電子傳遞極132b與電洞傳遞極134b)、電極層140b以及互連層150b位於第一透明基板110與畫素電極114之間，及第一透明基板110與薄膜電晶體112之間，並且互連層150b直接與畫素電極114的一部分(例如左側區段)電性連接。這樣的設計使得採用覆晶發光二極體的顯示面板100b不需要額外打線到上方的第二透明基板120b。此外，在本實施方式中，電子傳遞極132b與發光二極體160a在垂直方向上部分重疊。

應了解到，應了解到，已敘述的元件連接關係與功效將不重覆贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明顯示面板100(見第1圖)的製造方法。

第5圖至第10圖繪示第1圖的顯示面板100的製造方法在中間過程的剖面圖。參照第5圖，顯示面板100的製造方法包含在第二透明基板120上形成太陽能電池130。這個步驟包含在第二透明基板120上形成電子傳遞層；圖案化電子傳遞層以形成複數個電子傳遞極132；在電子傳遞極132上形成複數個太陽能電池130；以及在太陽能電池130上形成複數個電洞傳遞極134。接著，在第二透明基板120上形成第一絕緣層170，使第一絕緣層170環繞電子傳遞極132、太陽能電池130與電洞傳遞極134。

參照第6圖，接著，利用遮罩M1圖案化第一絕緣層170，使第一絕緣層170形成複數個開口，使電子傳遞極132的一部分與電洞傳遞極134的一部分露出。讓電子傳遞極132的一部分與電洞傳遞極134的一部分露出是為了接下來的接線需求。

接著，參照第7圖。在讓電子傳遞極132的一部分與電洞傳遞極134的一部分露出之後，在太陽能電池130上形成電極層140。此時的電極層140為平均鋪在整個表面上，因此太陽能電池130的電子傳遞極132與電洞傳遞極134全部串接在一起。

接著，參照第8圖，利用遮罩M2將電極層140圖案化，使太陽能電池130串聯(例如最左邊的太陽能電池130的電洞傳遞極134串聯至中間的太陽能電池130的電子傳遞極132)。這樣的設計使得三個太陽能電池130的發電效率可以疊加，並且使用時電壓能夠疊加。

接著，參照第9圖，圖案化電極層140後，在電極層140上形成第二絕緣層180。第二絕緣層180的形成是為了在接下來的製程之中，互連層150(參第1圖或第10圖)能夠與電極層140僅有一個連接處。

接著，參照第10圖，在第二絕緣層180上形成互連層150，接著，在互連層150上形成複數個發光二極體160。互連層150與電極層140僅在右側電性連接，其餘的方則是被第二絕緣層180電性絕緣，這是為了能夠形成第2圖的等效電路，即三個太陽能電池130串聯但又僅與發光二極體160在高電壓處串接。

接著，參照第10圖與第1圖，將第二透明基板120附接至第一透明基板110，使發光二極體160每一者電性連接畫素電極114其中一者與互連層150。

在以下敘述中，將說明其他實施方式的顯示面板的製造方法。

第11圖至第16圖繪示根據本揭露再一實施方式的顯示面板的製造方法在中間過程的上視圖。參照第11圖，顯示面板的製造方法包含在第二透明基板120c上形成電子傳遞層，以及圖案化電子傳遞層以形成複數個電子傳遞極132c。

接著，參照第12圖，在電子傳遞極132c上形成複數個太陽能電池130c。在本實施方式中，太陽能電池130c的面積大於電子傳遞極132c的面積，並且太陽能電池130c凸出電子傳遞極132c。

接著，參照第13圖，在太陽能電池130c周圍形成第一絕緣層170c。第一絕緣層170c的形成是為了隔離三個太陽能電池130c，使三個太陽能電池130c不要在非預期的情況下串接。

接著，參照第14圖，在第一絕緣層170c上形成貫孔TH。貫孔TH的形成位置位於電子傳遞極132c的角落(例如為左邊與中間的電子傳遞極132c的右上角，但並不用以限制本揭露)。

接著，參照第15圖，在太陽能電池130c上形成複數個電洞傳遞極134c。電洞傳遞極134c的一部分與貫孔TH重疊，並經由貫孔TH電性連接位於貫孔TH另一端的電子傳遞極132c。這樣的設計，使得三個太陽能電池130c的電子傳遞極132c與電洞傳遞極134c透過貫孔TH串聯起來，達成與第2圖相同的等效電路。

接著，參照第16圖，在整個串聯的三個太陽能電池130c架構形成之後，便會再形成如前述的第二絕緣層、互連層(圖未示)，並且在其上再形成發光二極體160。接著，第二透明基板120c便會與如前述的具有畫素電極與薄膜電晶體的第一透明基板附接在一起，以完成整個顯示面板的組裝。

前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。

100,100a,100b:顯示面板

110:第一透明基板

112:薄膜電晶體

114:畫素電極

120,120b,120c:第二透明基板

130,130b,130c:太陽能電池

132,132b,132c:電子傳遞極

134,134b,134c:電洞傳遞極

140,140b:電極層

150,150b:互連層

160,160a:發光二極體

170,170c:第一絕緣層

180:第二絕緣層

190:調光層

200:電路控制器

M1,M2:遮罩

TH:貫孔

當與隨附圖示一起閱讀時，可由後文實施方式最佳地理解本揭露內容的態樣。注意到根據此行業中之標準實務，各種特徵並未按比例繪製。實際上，為論述的清楚性，可任意增加或減少各種特徵的尺寸。 第1圖繪示根據本揭露一實施方式的顯示面板的剖面圖。 第2圖繪示第1圖的顯示面板的等效電路圖。 第3圖繪示根據本揭露另一實施方式的顯示面板的剖面圖。 第4圖繪示根據本揭露又一實施方式的顯示面板的剖面圖。 第5圖至第10圖繪示第1圖的顯示面板的製造方法在中間過程的剖面圖。 第11圖至第16圖繪示根據本揭露再一實施方式的顯示面板的製造方法在中間過程的上視圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:顯示面板

110:第一透明基板

112:薄膜電晶體

114:畫素電極

120:第二透明基板

130:太陽能電池

132:電子傳遞極

134:電洞傳遞極

140:電極層

150:互連層

160:發光二極體

170:第一絕緣層

180:第二絕緣層

190:調光層

Claims (15)

1. 一種顯示面板，包含：一第一透明基板，其上設有複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極；一第二透明基板，位於該第一透明基板上方；複數個太陽能電池，位於該第二透明基板朝向該第一透明基板的表面上；一電極層，串聯該些太陽能電池；一互連層，電性連接該電極層；以及複數個發光二極體，位於該互連層與該些畫素電極之間，其中該些發光二極體每一者電性連接該些畫素電極其中一者與該互連層。
2. 如請求項1所述之顯示面板，其中該些太陽能電池的每一者更包含：一電子傳遞極，位於該些太陽能電池的其中一者朝向該第二透明基板的一表面上。
3. 如請求項2所述之顯示面板，其中該些太陽能電池的每一者更包含：一電洞傳遞極，位於該些太陽能電池的其中一者背對該電子傳遞極的一表面上。
4. 如請求項3所述之顯示面板，更包含： 一第一絕緣層，圍繞該些太陽能電池且使該些電子傳遞極的一部分及該些電洞傳遞極的一部分與該電極層電性連接。
5. 如請求項4所述之顯示面板，更包含：一第二絕緣層，位於該互連層與該電極層之間，且使該電極層的一部分與該互連層電性連接。
6. 如請求項5所述之顯示面板，更包含：一調光層，位於該互連層與該些畫素電極之間且環繞該些發光二極體，配置以調控該顯示面板的透光度。
7. 如請求項6所述之顯示面板，其中該些電子傳遞極與該些太陽能電池在垂直方向上部分重疊，且該些電子傳遞極在水平方向有一部分凸出該些太陽能電池。
8. 如請求項6所述之顯示面板，其中該些電洞傳遞極與該些太陽能電池在垂直方向上部分重疊，且該些太陽能電池在水平方向有一部分凸出該些電洞傳遞極。
9. 如請求項8所述之顯示面板，其中該些太陽能電池在水平方向凸出該些電洞傳遞極的該部分與該些畫素電極在垂直方向上重疊。
10. 如請求項8所述之顯示面板，其中該些電子傳遞極與該些發光二極體在垂直方向上部分重疊。
11. 一種顯示面板的製造方法，包含：在一第一透明基板上形成複數個薄膜電晶體與複數個畫素電極；在一第二透明基板上形成複數個太陽能電池；在該些太陽能電池上形成一電極層；圖案化該電極層使該些太陽能電池串聯；在該電極層上形成一互連層；在該互連層上形成複數個發光二極體；以及將該第二透明基板附接至該第一透明基板使該些發光二極體每一者電性連接該些畫素電極其中一者與該互連層。
12. 如請求項11所述之顯示面板的製造方法，其中在該第二透明基板上形成該些太陽能電池包含：在該第二透明基板上形成一電子傳遞層；圖案化該電子傳遞層以形成複數個電子傳遞極；在該些電子傳遞極上形成複數個太陽能電池；以及在該些太陽能電池上形成複數個電洞傳遞極。
13. 如請求項12所述之顯示面板的製造方法，更包含： 在該第二透明基板上形成一第一絕緣層，使該第一絕緣層環繞該些電子傳遞極、該些太陽能電池與該些電洞傳遞極；圖案化該第一絕緣層以形成複數個開口，使該些電子傳遞極的一部分與該些電洞傳遞極的一部分露出。
14. 如請求項11所述之顯示面板的製造方法，更包含：圖案化該電極層後，在該電極層上形成一第二絕緣層。
15. 如請求項11所述之顯示面板的製造方法，更包含：在該些畫素電極與該互連層之間填充一調光層。

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