CN100499155C - 双面有机发光显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双面有机发光显示装置及其制造方法。所述双面有机发光显示装置包含：基板；多个彼此平行的遮挡壁，形成于基板之上；向上发光显示单元及向下发光显示单元，形成于配置有遮挡壁的基板上；以及金属层，形成于遮挡壁之上并与向下发光显示单元的阴极相连。本发明除了可简化工艺外，减少一道掩模，且遮挡壁具有一定的高度，可避免RGB蒸镀时因为掩模层或封装时盖板压伤元件，导致产生暗点。

Description

双面有机发光显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种有机发光显示装置及其制造方法，特别涉及一种双面有机发光显示装置及其制造方法。

背景技术

液晶显示器(liquid crystal display、LCD)为目前发展较完全及使用较广泛的平面显示器之一。然而，由于液晶显示器具有视角狭窄，信号反应时间缓慢、及非自发光源等缺点，因此，使得液晶显示器法无快速显示(切换)影像，且必需额外消耗电力以供给背光源，大大局限了其效能，导致其在应用上仍有许多限制。

为进一步符合市场对平面显示面板的需求，业界研发了有机电致发光显示器(Organic electroluminescent display panel)，以期取代传统的液晶显示器。与液晶显示器不同，有机电致发光显示器所包含的有机发光二极管像素阵列具有自发光的特性，因此不需外加背光源。且其具有面发光的特征、高发光效率、广视角以及低驱动电压等优点，符合下一代平面显示器的需求。

通过搭配薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)开发出具有高发光效率及长使用寿命的有源式有机电致发光显示器是目前平面显示技术的主要趋势。由于有源式有机电致发光显示器具有面发光的特征、自发光的高发光效率以及低驱动电压(driving voltage)等优点，且具有广视角、高对比、高响应速度(high-response speed)、及全彩化等特性。当显示器的尺寸越作越大，分辨率的要求越来越高，以及全彩化需求的情况下，有源式有机电致发光将成为下一代全彩化平面显示器的最佳选择。

此外，随着信息传输的进步与电子产品的演进，除了在显示器的反应速度、分辨率与画质各方面不断研发改良，还追求功能或显示模式上的突破。因此，对于将双屏幕显示器(Dual display)应用于携带式电子产品的需求日益增加，如折叠式的移动电话、个人数字助理和笔记本型计算机等。双屏幕具有两方向显示的功能，不仅可把画面空间延伸开来，让视野更加宽广，也可快速切换与处理更多的工作。

因此，具有双面显示功能的有机电致发光显示器也具有非常广大的应用需求。然而，对于传统双屏幕有机电致发光显示技术来说，大多以两个独立的有机电致发光显示器11及12来组合成一组双屏幕有机电致发光显示器10，请参照图1，将该独立的有机电致发光显示器11及12作背对背方向的组装。然而，由于上述的双屏幕显示器均需要将显示面板个别封装，最后再加以结合，算是将两个发光装置粘附在一起。如此，不论在成本及工艺工时上均需要单一显示器的两倍，这两种双面显示技术均仅为一般的组装，并无任何特别的优点，除了在成本上造成负担之外，也丧失目前电子产品所追求的轻、薄、短、小的要求。

有鉴于此，发展出具有轻、薄、短、小特性的双面(底部及上部)发光的有机发光装置，且具有简化的工艺，以满足未来平面显示器应用上的需求，是目前有机发光显示器技术的一项重要课题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种双面有机发光显示装置，利用斜角蒸镀配合遮挡壁来避免形成不透明的第二金属层于向上发光区域，除了可简化工艺外，减少一道掩模，且遮挡壁具有一定的高度，可避免RGB蒸镀时因为掩模层或封装时盖板压伤元件，所造成的暗点产生。

为达上述目的，本发明所述的双面有机发光显示装置，包含：基板；多个彼此平行的遮挡壁，形成于该基板之上；向上发光显示单元及向下发光显示单元，形成于两相邻的遮挡壁之间的基板上；以及，金属层，形成于该遮挡壁之上，并与该向下发光显示单元的阴极相连。

依据本发明另一较佳实施例，本发明所述的双面有机发光显示装置，也可包含：基板；向上发光显示单元及向下发光显示单元，形成于该基板上；多个彼此平行的遮挡壁，形成于该基板之上，其中该向上发光显示单元形成于该两相邻的遮挡壁之间，且该向下发光显示单元并不与该遮挡壁相邻。

本发明提供一种双面有机发光显示装置，包含：基板；多个彼此平行的遮挡壁，形成于该基板之上；向上发光显示单元及向下发光显示单元，相邻地形成于所述遮挡壁之间的基板上；以及金属层，该金属层同时形成于该向下发光显示单元区域与所述遮挡壁之上，且部分该金属层成为该向下发光显示单元的阴极结构。

上述双面有机发光显示装置中，所述向上发光显示单元及向下发光显示单元相邻地形成于两相邻的所述遮挡壁之间。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁之间的距离可介于50至200μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁之间的距离可优选介于80至160μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，该向上发光显示单元位于两相邻的所述遮挡壁之间，且该向下发光显示单元并不与所述遮挡壁相邻。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁之间的距离可进一步优选介于20至100μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁之间的距离可更进一步优选介于40～80μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁的高度可介于10～150μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁的高度可进一步优选介于20～100μm之间。

上述双面有机发光显示装置中，该基板包含透明基板或有源阵列基板。

上述双面有机发光显示装置中，所述遮挡壁可由干膜光致抗蚀剂层构成。

上述双面有机发光显示装置中，还可包括吸水层，该吸水层同时形成于该向下发光显示单元区域与所述遮挡壁之上。

为形成本发明所述的双面有机发光显示装置，本发明还提供一种双面有机发光显示装置的形成方法，包含：提供基板，该基板具有向上发光显示区及向下发光显示区，其中该向上发光显示区具有第一金属电极层形成于该基板上，而该向下发光显示区具有第一透明电极形成于该基板上，形成多个彼此平行的遮挡壁于该基板之上，使得该向上发光显示区及该向下发光显示区相邻地形成于所述遮挡壁之间的基板上；形成至少一个有机电致发光层于该第一金属电极层及该第一透明电极之上；以及，利用倾角方式蒸镀金属层于该基板，从而形成第二金属电极于遮挡壁侧壁及该向下发光显示区的该有机电致发光层之上。

上述制造方法中，两相邻的所述遮挡壁分别形成于该向上发光显示区的两侧。

上述制造方法中，所述遮挡壁之间的距离可介于20至100μm之间。

上述制造方法中，所述遮挡壁之间的距离可优选介于40至80μm之间。

上述制造方法中，所述向上发光显示区及向下发光显示区相邻地形成于两相邻的所述遮挡壁分别形成于该向上发光显示区与向下发光显示区之间。

上述制造方法中，所述遮挡壁之间的距离可介于50至200μm之间。

上述制造方法中，所述遮挡壁之间的距离可介于80至160μm之间。

上述制造方法中，所述遮挡壁的高度可介于10～150μm之间。

上述制造方法中，所述遮挡壁的高度可介于20～100μm之间。

上述制造方法中，在利用倾角方式蒸镀金属层于该基板之后，还可包括：形成第二透明电极于该基板之上。

上述制造方法中，在形成第二透明电极于该基板之上后，还可包括：利用斜角蒸镀形成吸水层于该向下发光显示区内的第二金属电极上。

上述制造方法中，所述遮挡壁的形成方式为：形成干膜光致抗蚀剂层；以及利用光刻工艺图形化该干膜光致抗蚀剂层，以形成多个彼此平行的遮挡壁。

上述制造方法中，该基板为有源阵列基板。

上述制造方法中，该金属层的蒸镀源与该基板垂直方向的夹角介于20至60度之间。

上述制造方法中，该金属层的蒸镀源与该基板垂直方向的夹角介于30至50度之间。

为使本发明的上述目的、特征能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示传统双屏幕有机电致发光显示器的剖面结构示意图。

图2显示本发明一个较佳实施例的双面有机发光显示装置的俯视示意图。

图3a-3f对应至图2的A-A＇剖切线，显示本发明一个较佳实施例的一系列剖面结构示意图。

图4显示本发明一个较佳实施例所述的双面有机发光显示装置的俯视示意图。

图5a-5f对应至图4的B-B＇及C-C＇剖切线，显示本发明一个较佳实施例的一系列剖面结构示意图。

主要元件符号说明：

10 双屏幕有机电致发光显示器；

11、12 有机电致发光显示器；

100 基板；                       101 非显示区；

102 显示区；                     103 向上发光显示区；

104 向下发光显示区；             105 金属电极层；

106 透明电极层；                 107 有机电致发光层；

109 遮挡壁；                     111 线性蒸镀源；

112 蒸镀方向；                   113 第二金属电极层；

114 基板垂直方向；               115 第二透明电极层；

116 向下发光有机发光二极管；

117 向上发光有机发光二极管；

118 吸水层；                     200 有机发光显示装置；

300 基板；                       301 非显示区；

302 显示区；                     303 向上发光显示区；

304 向下发光显示区；             305 第一金属电极层；

306 第一透明电极层；              307 有机电致发光层；

309 遮挡壁；                     311 线性蒸镀源；

312 蒸镀方向；                   313 第二金属电极层；

314 基板垂直方向；               315 第二透明电极层；

316 向下发光有机发光二极管；

317 向上发光有机发光二极管；

318 吸水层；                     400 有机发光显示装置；

H1、H2 遮挡壁的高度；            P 像素；

S 次像素；                       W1、W2 两相邻遮挡壁间的距离；

θ1、θ2 夹角。

具体实施方式

请参阅图2及图3a至图3f，上述各图显示符合本发明一个较佳实施例所述的双面有机发光显示装置的工艺流程。图2为俯视图，而图3a至图3f为对应至图2的A-A＇剖切线的剖面结构图。

首先，请参照图2及图3a，提供基板100，该基板100具有多个非显示区101及显示区102，且两相邻的显示区102之间以非显示区101间隔开。其中，该显示区102还包含有向上发光显示区103及向下发光显示区104。在此实施例中，三个相邻的向上发光显示区103(可各自发出RGB三原色的光)及三个相邻的向下发光显示区104(可各自发出RGB三原色的光)构成一个像素P，而彼此相邻的向上发光显示区103及向下发光显示区104构成一个次像素S。该基板100可为有源阵列透明基板，例如由非晶硅薄膜晶体管阵列(a-Si TFTs array)构成的像素驱动元件阵列的透明基板(例如，玻璃、塑料基板)，或为低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)阵列构成的有源元件基板。

接着，请参照图3b，形成多个图形化第一金属电极层105于该向上发光显示区103内，以及形成多个图形化第一透明电极层106于该向下发光显示区104内。其中，该第一金属电极层105为可提供空穴注入于有机电致发光层的不透光电极，通常由一层金属(如Al，Ti，Ag)与一层金属氧化物(如ITO，IZO，WO3)构成。该第一透明电极层106则可为透光的金属或金属氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌铝氧化物(AZO)或是氧化锌(ZnO)。该第一金属电极层105及该第一透明电极层106的形成方法在此没有限定，可例如为溅镀、电子束蒸镀、热蒸镀、或是化学气相沉积。

接着，请参照图3c，先形成多个彼此平行的遮挡壁109于该基板100之上的非显示区101，该遮挡壁109具有高度H1。然后然后形成有机电致发光层107于该第一金属电极层105及该第一透明电极层106之上。该有机电致发光层107可为多层有机材料的叠层，例如该有机电致发光层107可包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、及电子注入层。该有机电致发光层的材质可以为小分子有机材料，形成方式可通常为真空蒸镀。该遮挡壁109的材质通常为光致抗蚀剂材料。在本发明一个较佳实施例中，该遮挡壁109的形成步骤，可例如为：形成干膜光致抗蚀剂层，接着利用光刻工艺图形化该干膜光致抗蚀剂层，以形成多个彼此平行的遮挡壁109。

接着，请参照图3d，利用倾角蒸镀工艺，形成金属层于该基板100上。该倾角蒸镀工艺利用线性蒸镀源111，使其蒸镀方向112与基板垂直方向114具有夹角θ1(也就是该线性蒸镀源111的蒸镀方向112非垂直该基板)，通过该遮挡壁的遮蔽效应，可形成第二金属电极层113于遮挡壁109侧壁及该向下发光显示区104的有机电致发光层107之上，避免金属层形成于该向上发光显示区103内。

本发明的主要技术特征之一，是通过调控该夹角θ1的角度、遮挡壁109的高度H1、及两相邻遮挡壁109间的距离W1，来避免金属层形成于该向上发光显示区103内。为使该遮挡壁109能彻底遮蔽线性蒸镀源111，避免形成金属层于该向上发光显示区103，该金属层的蒸镀源111与该基板100垂直方向114的夹角θ1介于20至60度之间，较佳θ1介于30至50度之间；两相邻遮挡壁之间的距离W1则介于50至200μm之间，较佳距离W1介于80至160μm之间；另外，该遮挡壁的高度H1介于10～150μm之间，较佳H1介于20～100μm之间。该第二金属电极层113的材质可例如为Ca、Ag、Mg、Al、Li、或是上述材料的任意组合。在此，该第一透明电极层106、有机电致发光层107、以及该第二金属电极层113构成向下发光有机发光二极管116，该向下发光有机发光二极管116可为红、蓝、绿、或白有机发光二极管。

最后，请参照图3e形成第二透明电极层115，至此，完成本发明所述的双面有机发光显示装置200。该第二透明电极层115可为透光的金属或金属氧化物，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、锌铝氧化物或是氧化锌。在此，该第一金属层105、有机电致发光层107、以及该第二透明电极层115构成向上发光有机发光二极管117，该向上发光有机发光二极管117可为红、蓝、绿、或白色有机发光二极管。

在本发明一个较佳实例中，为使该双面有机发光显示装置200具有更佳的寿命，且不影响该向上发光有机发光二极管117的发光效率，请参照图3f，可进一步利用在图3d所提及与第二金属电极层113相同的斜角蒸镀方式，形成吸水层118于该向下发光显示区104内。该吸水层的材质为任何可利用蒸镀方式形成膜层的吸水材质，例如钙或含钙的化合物。

此外，请参阅图4及图5a至图5f，上述各图显示符合本发明另一较佳实施例所述的双面有机发光显示装置的工艺流程。图4为俯视图，而图5a至图5f为对应至图5的B-B＇及C-C＇剖切线的剖面结构图。

首先，请参照图4及图5a，提供基板300，该基板300具有多个非显示区301、向上发光显示区303及向下发光显示区304。在此实施例中，三个相邻的向上发光显示区303(可各自发出RGB三原色的光)及三个相邻的向下发光显示区304(可各自发出RGB三原色的光)构成一个像素P，而彼此相邻的向上发光显示区303及向下发光显示区304构成一个次像素S。该基板300可为有源阵列透明基板，例如由非晶硅薄膜晶体管阵列或为低温多晶硅薄膜晶体管阵列所构成的有源像素驱动元件阵列的透明基板(例如，玻璃、塑料基板)。

接着，请参照图5b，形成多个图形化第一金属电极层305于该向上发光显示区303内，以及形成多个图形化第一透明电极层306于该向下发光显示区304内。其中，该第一金属电极层305为可提供空穴注入于有机电致发光层的不透光电极，通常由一层金属(如Al，Ti，Ag)与一层金属氧化物(如ITO，IZO，WO3)所组成。该第一透明电极层306则可为透光的金属或金属氧化物，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、锌铝氧化物或是氧化锌。该第一金属电极层305及该第一透明电极层306的形成方法在此没有限定，可例如为溅镀、电子束蒸镀、热蒸镀、或是化学气相沉积。

接着，请参照图5c，先形成多个彼此平行的遮挡壁309于该基板300介于两相邻向上发光显示区303间的非显示区301之上，然后形成有机电致发光层307于该第一金属电极层305及该第一透明电极层306之上。

在此，有机电致发光层307可为通常使用的任何有机电致发光材料，也可为这些材料的叠层，例如该有机电致发光层307可包含空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、及电子注入层。该有机电致发光层的材质可以为小分子有机材料，形成方式可为真空蒸镀。该遮挡壁309的材质通常为光致抗蚀剂材料。在本发明一个较佳实施例中，该遮挡壁309的形成步骤，可例如为：形成干膜光致抗蚀剂层，接着利用光刻工艺图形化该干膜光致抗蚀剂层，以形成多个彼此平行的遮挡壁309。

接着，请参照图5d，利用倾角蒸镀工艺，形成金属层于该基板300上。该倾角蒸镀工艺利用线性蒸镀源311，使其蒸镀方向312与基板垂直方向314具有夹角θ2(也就是该线性蒸镀源311的蒸镀方向312非垂直该基板)，通过该遮挡壁的遮蔽效应，可形成第二金属电极层313于遮挡壁309侧壁及该向下发光显示区304之上，避免金属层形成于该向上发光显示区303内。

本发明的主要技术特征之一，是通过调控该夹角θ2的角度、遮挡壁309的高度H2、及两相邻遮挡壁309间的距离W2，来完全避免金属层形成于该向上发光显示区303内。为使该遮挡壁309能彻底遮蔽线性蒸镀源311，避免形成金属层于该向上发光显示区303，该金属层的蒸镀源311的蒸镀方向312与该基板300垂直方向314的夹角θ2介于20至60度之间，较佳介于30至50度之间；两相邻遮挡壁之间的距离W2则介于20至100μm之间，较佳距离W2介于40至80μm之间；另外，该遮挡壁的高度H2介于10～150μm之间，较佳H2介于20～100μm之间。该第二金属电极层313的材质可例如为Ca、Ag、Mg、Al、Li、或是上述材料的任意组合。在此，该第一透明电极层306、有机电致发光层307、以及该第二金属电极层313构成向下发光有机发光二极管316，该向下发光有机发光二极管316可为红、蓝、绿、或白色有机发光二极管。

最后，请参照图5e形成第二透明电极层315，至此，完成本发明所述的双面有机发光显示装置400。该第二透明电极层315可为透光的金属或金属氧化物，例如铟锡氧化物、铟锌氧化物、锌铝氧化物或是氧化锌。在此，该第一金属层305、有机电致发光层307、以及该第二透明电极层315构成向上发光有机发光二极管317，该向上发光有机发光二极管317可为红、蓝、绿、或白色有机发光二极管。

在本发明一个较佳实例中，为使该双面有机发光显示装置400具有更佳的寿命，且不影响该向上发光有机发光二极管317的发光效率，请参照图5f，可进一步利用在图5d所提及与第二金属电极层313相同的斜角蒸镀的方式，形成吸水层318于该向下发光显示区304之上。该吸水层的材质为任何可利用蒸镀方式形成膜层的吸水材质，例如钙或含钙的化合物。

本发明利用斜角蒸镀配合遮挡壁来避免形成不透明的第二金属层于向上发光区域，除了可简化工艺外，减少一道掩模，且遮挡壁具有一定的高度，可避免RGB蒸镀时因为掩模层或封装时盖板压伤元件，所造成的暗点产生。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当能够作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视所附权利要求范围为准。

Claims (27)

1.一种双面有机发光显示装置，包含：

基板；

多个彼此平行的遮挡壁，形成于该基板之上；

向上发光显示单元及向下发光显示单元，相邻地形成于所述遮挡壁之间的基板上；以及

金属层，该金属层同时形成于该向下发光显示单元区域与所述遮挡壁之上，且部分该金属层成为该向下发光显示单元的阴极结构。

2.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，其中所述向上发光显示单元及向下发光显示单元相邻地形成于两相邻的所述遮挡壁之间。

3.如权利要求2所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁之间的距离介于50至200μm之间。

4.如权利要求2所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁之间的距离介于80至160μm之间。

5.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，其中该向上发光显示单元位于两相邻的所述遮挡壁之间，且该向下发光显示单元并不与所述遮挡壁相邻。

6.如权利要求5所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁之间的距离介于20至100μm之间。

7.如权利要求5所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁之间的距离介于40～80μm之间。

8.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁的高度介于10～150μm之间。

9.如权利要求8所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁的高度介于20～100μm之间。

10.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，其中该基板包含透明基板或有源阵列基板。

11.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，其中所述遮挡壁的材料为干膜光致抗蚀剂。

12.如权利要求1所述的双面有机发光显示装置，还包括吸水层，该吸水层同时形成于该向下发光显示单元区域与所述遮挡壁之上。

13.一种双面有机发光显示装置的制造方法，包含：

提供基板，该基板具有向上发光显示区及向下发光显示区，其中该向上发光显示区具有形成于该基板上的第一金属电极层，而该向下发光显示区具有形成于该基板上的第一透明电极；

形成多个彼此平行的遮挡壁于该基板之上，使得该向上发光显示区及该向下发光显示区相邻地形成于所述遮挡壁之间的基板上；

形成至少一个有机电致发光层于该第一金属电极层及该第一透明电极之上；以及

利用倾角方式蒸镀金属层于该基板，从而形成第二金属电极于所述遮挡壁的侧壁及该向下发光显示区的该有机电致发光层之上。

14.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中两相邻的所述遮挡壁分别形成于该向上发光显示区的两侧。

15.如权利要求14所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁之间的距离介于20至100μm之间。

16.如权利要求14所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁之间的距离介于40至80μm之间。

17.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述向上发光显示区及向下发光显示区相邻地形成于两相邻的所述遮挡壁之间。

18.如权利要求17所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁之间的距离介于50至200μm之间。

19.如权利要求17所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁之间的距离介于80至160μm之间。

20.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁的高度介于10～150μm之间。

21.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁的高度介于20～100μm之间。

22.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，在利用倾角方式蒸镀金属层于该基板之后，还包括：

形成第二透明电极于该基板之上。

23.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，在形成第二透明电极于该基板之上后，还包括：

利用斜角蒸镀形成吸水层于该向下发光显示区内的第二金属电极上。

24.如权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中所述遮挡壁的形成方式为：

形成干膜光致抗蚀剂层；以及

利用光刻工艺图形化该干膜光致抗蚀剂层，以形成多个彼此平行的遮挡壁。

25.权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中该基板为有源阵列基板。

26.权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中该金属层的蒸镀源与该基板垂直方向的夹角介于20至60度之间。

27.权利要求13所述的双面有机发光显示装置的制造方法，其中该金属层的蒸镀源与该基板垂直方向的夹角介于30至50度之间。

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