CN101752401A - 双面显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种双面显示装置，包括透明基板、阳极电极、有机电激发光层、阴极电极与辅助电极。阳极电极设置于透明基板上。有机电激发光层设置于阳极电极上。阴极电极设置于有机电激发光层上，且阴极电极的面积系不小于透明基板上一可视区的范围。辅助电极设置于阴极电极上，且辅助电极系对应所述可视区的至少一侧边设置。

Description

双面显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种双面显示装置及其制造方法，且尤其涉及一种使用有机电激发光材料的双面显示装置及其制造方法。

背景技术

目前，普遍运用于小尺寸电子产品的有机发光二极管(OrganicLight-emitting Diode，OLED)显示装置，由于其元件结构较为简单、不需外加背光源的特点，且封装后的显示装置其厚度很小，因此可充分表现携带产品所需的轻薄特性。

另外，为符合产品趋势，例如手机具有内外屏幕以双面显示画面，多种双面显示装置的技术亦逐渐发展。现行其中一种采用有机发光二极管的双面显示装置中，为了使原本不透光的阴极电极透光以达到双面显示的效果，通常会将阴极电极的材料制作得相当薄。然而，当阴极电极的膜层过薄时，会造成阻抗增加，使双面发光装置的发光效率降低。另外，也会因为阻抗问题而产生亮度不均的MURA问题。

发明内容

本发明涉及一种双面显示装置及其制造方法，是在阴极电极上设置辅助电极，此辅助电极对应可视区的周边或是列与列像素之间设置，进而增加部分阴极电极的厚度，由此以解决压差过大的问题。

本发明提出一种双面显示装置，此装置包括：第一透明基板、阳极电极、有机电激发光层、阴极电极与第一辅助电极。阳极电极设置于第一透明基板上。有机电激发光层设置于阳极电极上。阴极电极设置于有机电激发光层上，且阴极电极的面积不小于第一透明基板上可视区的范围。第一辅助电极设置于阴极电极上，且第一辅助电极对应该可视区的至少一侧边设置。

本发明再提出一种双面显示装置的制造方法，此方法包括：提供第一透明基板；形成阳极电极于第一透明基板上；形成有机电激发光层于阳极电极上；形成阴极电极于有机电激发光层上，并使阴极电极的面积不小于第一透明基板上可视区的范围；以及，形成第一辅助电极于阴极电极上，并使第一辅助电极对应于可视区的至少一侧边设置。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明实施例一的双面显示装置的剖面图；

图2绘示图1的双面显示装置的单一像素结构的剖面图；

图3绘示制造双面显示装置的方法流程图；

图4A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第一示意图；

图4B绘示形成图4A辅助电极的第一掩膜的示意图；

图5A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第二示意图；

图5B绘示形成图5A的辅助电极的第二掩膜的示意图；

图6A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第三示意图；

图6B绘示形成图6A的辅助电极的第三掩膜的示意图；

图7A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第四示意图；

图7B绘示形成图7A的辅助电极的第四掩膜的示意图；

图7C绘示图7B的第四掩膜设置于第一透明基板上的示意图；

图8A绘示形成图7A的辅助电极的第五掩膜的示意图；

图8B绘示图8A的第五掩膜设置于第一透明基板上的示意图；

图9A绘示依照本发明实施例二的辅助电极的示意图；

图9B绘示图9A的辅助电极的局部示意图；

图9C绘示形成图9A的辅助电极的第六掩膜的示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1，其绘示依照本发明实施例一的双面显示装置的剖面图。如图1所示，双面显示装置100包括第一透明基板110、第二透明基板120、阳极电极130、阴极电极140、有机电激发光层150、第一偏光板160、第二偏光板170与辅助电极。阳极电极130、阴极电极140、有机电激发光层150与辅助电极封装于第一透明基板110与第二透明基板120之间。其中，有机电激发光层150位于阳极电极130与阴极电极140之间，辅助电极则位于阴极电极140与第二透明基板120之间。第一偏光板160设置于第一透明基板110的外侧，第二偏光板170则设置于第二透明基板120的外侧。第一偏光板160与第二偏光板170是用于避免对向的光线穿透。辅助电极的配置与架构将于以下附图说明。

图1是简化的图标，双面显示装置100实际上包括多个像素结构，每个像素结构中包括有机电激发光层150与阳极电极130，而阴极电极140则为分布于双面显示装置100上可视区的整片电极。

接着参照图2，其绘示图1双面显示装置的单一像素结构的剖面图。为简化图示，第二透明基板120、第一偏光板160与第二偏光板170省略。如图2所示，第一透明基板110是一薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)基板，其上包括多个具驱动用途的薄膜晶体管。此像素结构上的阳极电极130耦接至薄膜晶体管112。有机电激发光层150设置于阳极电极130上，阴极电极140则设置于有机电激发光层150上。

阳极电极130是透明电极，其材料可以是氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)。阴极电极140的材料为导电材料中的铝(Al)，其是整面蒸镀于双面显示装置100的可视区。为了达到双面显示的效果，必须控制阴极电极140的膜厚，使之成为可透光的电极。当阴极电极的膜层过薄时，会造成阻抗增加，使双面发光装置的发光效率降低。另外，也会因为阻抗问题而产生亮度不均的MURA问题。而为了降低因膜层过薄所导致的压差(IR Drop)问题，于双面显示装置100中的阴极电极140上可设置辅助电极(见图4A等)以降低压差问题。另外，有机电激发光层150的材料是有机电激发光(organic electro-luminescence)材料。可根据各像素结构所要显示的颜色以挑选合适的有机电激发光材料，以于有机电激发光层150因阴阳两极的电位差被激发时，使像素显示对应的颜色。以下将参照附图说明辅助电极的设计与制造。

本实施例提出双面显示装置100的制造方法，其方法流程图请参照图3。如图3所示，双面显示装置100的制造方法包括步骤31～35：提供第一透明基板；形成阳极电极于第一透明基板上；形成有机电激发光层于阳极电极上；形成阴极电极于有机电激发光层上，并使阴极电极的面积不小于第一透明基板上可视区的范围；及，形成辅助电极于阴极电极上，并使该辅助电极对应于可视区的至少一侧边。

于步骤31～32中，可以利用玻璃基板作为第一透明基板110的底材，且薄膜晶体管112位于第一透明基板110上，如图2所示。至于阳极电极130的制造，其可利用氧化铟锡(ITO)制作到第一透明基板110上，并使阳极电极130耦接至薄膜晶体管112。

如步骤33～34所示，接着便是依序制造有机电激发光层150与阴极电极140于阳极电极130之上。

于阳极电极130、有机电激发光层150与阴极电极140皆制作完成后，便是于阴极电极140上制造出辅助电极。值得注意的是，辅助电极于阴极电极140上的形状具有多种变形，以下逐一说明。

先参照第4A～4B图，图4A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第一示意图，图4B绘示形成图4A的辅助电极的第一掩膜的示意图。如图4A所示，阴极电极140是整面覆盖于第一透明基板110(1)之上，而辅助电极180设置于阴极电极140上，并对应于第一透明基板110(1)上的可视区VR的至少一侧边设置。

辅助电极180包括四个长条形电极181～184。四个长条形电极181～184分别对应于可视区VR的四侧边设置，且彼此之间不相连。其中长条形电极181、183耦接至第一透明基板110上的二个接触孔(contact hole)部C1、C2，接触孔部C1、C2是用于供电荷流入的部分。

如图4B所示，用于制造四个长条形电极181～184的第一掩膜300包括四个长形开口301～304。这四个长形开口301～304可于阴极电极140上制造出围绕可视区VR设置的长条形电极181～184，其中长条形电极181～184的形状分别对应于长形开口301～304的形状。

制造辅助电极180时，是先将第一掩膜300设置于第一透明基板110(1)的阴极电极140上，并将第一掩膜300上的长形开口301～304对应于可视区VR的四侧边设置。接着，便是蒸镀辅助电极180的材料于阴极电极140上，使辅助电极140的电极材料填满各个长形开口301～304。于蒸镀完成后，便可去除第一掩膜300。如此一来，便可以形成各个不相连的长条形电极181～184。

于阴极电极140上设置的辅助电极180是围绕着可视区VR设置，并不会增加阴极电极140于可视区VR内的厚度，因此不会影响可视区VR中的像素显示。当供给电压给可视区VR内的像素时，由于辅助电极180围绕可视区VR的设计，电荷可以直接透过周边的辅助电极180快速地被带到离接触孔部C1、C2较远的地方，如此一来，便可解决整个可视区VR上压差不均与阻抗增加的问题。

由于第一掩膜300的四个长形开口301～304之间具有适当的间隔设计，使第一掩膜300的结构较为坚固。

接着参照第5A～5B图，图5A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第二示意图，图5B绘示形成图5A的辅助电极的第二掩膜的示意图。如图5A所示，辅助电极190包括二个L形电极191、192与长条形电极193，其中L形电极191、192分别对称设置于可视区VR的二侧，而长条形电极193则设置于可视区VR的下侧边，并位于二个L形电极191、192之间。

如图5B所示，第二掩膜400上具有二个L形开口401、402与一个长形开口403。于制造辅助电极190时，将L形开口401、402与长形开口403对应于可视区VR的周围设置，接着再进行蒸镀辅助电极190材料的步骤。而于电极材料蒸镀完毕，并将第二掩膜400从第一透明基板110(2)上移走后，便可形成如图5A所示的辅助电极190架构。

辅助电极190于可视区VR的左上部分为连续的L形电极191，其与接触孔部C1耦接；辅助电极190于可视区VR的右上部分亦为连续的L形电极192，其与接触孔部C2耦接，因此可视区VR内离接触孔部C1、C2最远程的电荷亦可以由其二侧的L形电极191、192被迅速地带走，使压差过大情形获得改善。

另外，参照第6A～6B图，图6A绘示根据图3方法流程制造的辅助电极的第三示意图，图6B绘示形成图6A辅助电极的第三掩膜的示意图。如图6A所示，辅助电极200包括二个ㄇ形电极201、202，其中ㄇ形电极201、202对称设置于可视区VR的二侧，且分别耦接至接触孔部C1、C2。

如图6B所示，第三掩膜500上具有二个ㄇ形开口501、502。于制造辅助电极200时，将ㄇ形开口501、502对应于可视区VR的周围设置，接着再进行蒸镀辅助电极材料的步骤。而于电极蒸镀完毕，并将第三掩膜500从第一透明基板110(3)上移走后，便可形成如图6A所示的辅助电极架构。

辅助电极200的二个ㄇ形电极201、202皆为连续的电极，其分别与接触孔部C1、C2耦接，并围绕于可视区VR周围，因此于可视区VR内离接触孔部C1、C2最远程的阻抗亦可获得改善。第三掩膜500的ㄇ形开口501、502的间隔大小必须经过适当的设计，以作为第三掩膜500设置于第一透明基板110(3)上的支撑部分。

参照第7A～7C图，图7A绘示根据图3的方法流程制造的辅助电极的第四示意图，图7B绘示形成图7A的辅助电极的第四掩膜的示意图，图7C绘示图7B的第四掩膜设置于第一透明基板上的示意图。如图7A所示，辅助电极210是设置于阴极电极140上的连续电极，其连续不间断地环绕于可视区VR设置，且整个辅助电极210耦接至接触孔部C1、C2。

如图7B所示，第四掩膜600包括边框610、板面620与多个支撑部630，边框610与板面620之间是以支撑部630相连接，边框610是通过支撑部630以固定板面620的位置。而与边框610与板面620之间具有多个开口640。这些开口640是由前述的支撑部630所分隔开来。制造第四掩膜600时，其可以利用半蚀刻的方式于边框610与板面620之间形成多个支撑部630。

如图7C所示，制造辅助电极210时，是先将第四掩膜600以反过来张网的方式设置于第一透明基板110(4)上，并接着进行蒸镀的步骤。其中，第四掩膜600的边框610高度h约为100微米(μm)，支撑部630与第一透明基板110(4)的间距d约为70微米，支撑部630的宽度w约为20微米。通过第一透明基板110(4)与支撑部630间的适当的间距设计，可使辅助电极210于蒸镀完毕后形成完整且连续的电极架构。

辅助电极210的材料由第四掩膜600侧往第一透明基板110(4)的方向进行蒸镀。为使第四掩膜600上各开口640内的电极材料相连接，优选是进行二次蒸镀。辅助电极210的电极材料的蒸镀角优选是介于0～30度之间。对第一透明基板110(4)进行第一次的电极材料蒸镀后，可以再次调整电极材料的蒸镀角度，亦即，再从另一个角度将电极材料蒸镀于第一透明基板110(4)上。如此一来，不仅第四掩膜600上的各开口640内填满辅助电极210的电极材料，且第一次蒸镀时被多个支撑部630遮住而未有电极材料覆盖于其上的阴极电极140区域，也因为蒸镀角的改变，将电极材料覆盖上去，如图7A所示，辅助电极210是环绕可视区VR且设置于阴极电极140上的连续电极架构。当然，阴极电极140上的电荷便可以直接流向其邻近的连续辅助电极210，并透过辅助电极210迅速地流到离接触孔较远的地方。

另外，除了可通过第四掩膜600制造如图7A所示的辅助电极架构，亦可利用其它的掩膜制造连续的辅助电极210。

接着参照第8A～8B图，图8A绘示形成图7A的辅助电极的第五掩膜的示意图，图8B绘示图8A的第五掩膜设置于第一透明基板上的示意图。如图8A所示，第五掩膜700包括边框710、板面720与多个支撑部730，其中边框710与板面720之间是以支撑部730相连接，且边框710与板面720之间的多个开口740是由支撑部730所分隔开来。第五掩膜700上的支撑部730可利用蚀刻的方式制造，其中支撑部730的部分较薄，于蒸镀辅助电极210的材料时，亦需将第五掩膜700以反过来张网的方式设置于第一透明基板110(4)上。

于制造辅助电极210时，是先将第五掩膜700的板面720对应于第一透明基板110(4)的可视区VR设置，并使第五掩膜700上的开口740对应于可视区VR的周围设置。如图8B所示，第五掩膜700的支撑部730与第一透明基板110(4)之间具有间距，于蒸镀电极材料时，此间距可使各开口740内的电极相连接。同样地，辅助电极210的电极材料的蒸镀角优选是介于0～30度之间。当对第一透明基板110(4)进行第一次的电极材料的蒸镀后，便可以再次调整电极材料的蒸镀角度，亦即从另一个角度将电极材料蒸镀于第一透明基板110(4)上。如此一来，便可以使辅助电极210连续成膜。

至于辅助电极180、190、200与210的材料，其可与阴极电极140的材料相同或不相同。优选地，辅助电极180、190、200与210的材料可为铝或银。

由于当可视区VR上的压差不均与阻抗增加时，会影响像素的显示效果。当设置辅助电极于阴极电极140上后，其有效地使压差与阻抗降低，此时双面显示装置100的亮度便得以提升。当双面显示装置100的亮度较大时，显示装置100上的MURA情形亦不明显；也就是说，当亮度较高时，MURA也较不容易被人眼观察出来，当然，对于双面显示装置100的显示质量就相对的提高不少。另外，由于辅助电极的设置，使阴极电极140的厚度可以适当的变薄，使光穿透阴极电极140的比率增加。如此一来，除了可增加双面显示效果，亦可减少双面显示装置100的厚度。

实施例二

请参照第9A～9C图，图9A绘示依照本发明实施例二的辅助电极的示意图，图9B绘示图9A的辅助电极的局部示意图，图9C绘示形成图9A的辅助电极的第六掩膜的示意图。由于实施例二与实施例一的不同之处在于辅助电极的架构与位置，因此图中相同的元件将沿用旧有标号，且在此不加以赘述。于实施例一中的辅助电极设置于可视区VR的外侧，而与本实施例二的辅助电极则除了设置于可视区VR外侧，亦可设置于可视区VR内，只要不遮盖到原来各像素的发光区即可。

如图9A～9B所示，第一透明基板110(5)上设置有阴极电极140，而辅助电极220则设置于阴极电极140上。其中，第一透明基板110(5)于可视区VR内包括多个像素P，这些像素P成列排列，且相邻的列像素间具有间隔。辅助电极220包括长条形电极221～224与多个横向电极225，其中长条形电极221～224围绕于可视区VR设置(如图9A所示)，而横向电极225、226等设置于可视区VR内，但对应于列像素之间的间隔设置(如图9B所示)，或是对应于像素P与像素P之间的绝缘层(未绘制)设置。

至于制作辅助电极220的第六掩膜800的架构，如图9C所示，第六掩膜800上包括数个尺寸较为宽大的长形开口801～804与多个横向狭缝805。其中，长形开口801～804是用于制造辅助电极220的长条形电极221～224，而横向狭缝805则用于制造横向电极225、226等。

于制造辅助电极220时，是先将第六掩膜800设置于第一透明基板110(5)的上，其必须使第六掩膜800的长形开口801～804对应可视区VR的周边，且横向狭缝805必须精确对应于列像素之间的间隔。如此一来，当蒸镀辅助电极220的电极材料时，才可以使横向电极225、226等精确对准于各列像素之间。

由于实施例二的辅助电极220是接近于在可视区VR上整面涂布，其有效地增加阴极电极140的厚度，使压差确实降低，却又不会影响各像素P的透射率。

本发明上述实施例所揭露的双面显示装置及其制造方法，利用可透光的阳极电极与阴极电极由两面同时显示画面，并于阴极电极上设计出适当的辅助电极以解决压差问题。辅助电极设置于双面显示装置的可视区周围，或是可视区内而不遮盖于像素的发光部分，其增加阴极电极的厚度以有效解决压差过大的问题。由此，亦可防止阻抗过大的情形发生，使双面显示装置的亮度提高，进而降低MURA情形，使显示效果更佳。当然，应用本发明的双面显示装置的电子装置，如手机等，亦具有较佳的显示效果。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种双面显示装置，包括：

第一透明基板，具有可视区；

阳极电极，设置于所述第一透明基板上；

有机电激发光层，设置于所述阳极电极上；

阴极电极，设置于所述有机电激发光层上，所述阴极电极的面积不小于所述可视区的范围；及

第一辅助电极，设置于所述阴极电极上，且所述第一辅助电极对应所述可视区的至少一侧边设置。

2.如权利要求1所述的双面显示装置，其中所述第一辅助电极是对应所述可视区的周边设置。

3.如权利要求1所述的双面显示装置，其中所述第一透明基板的所述可视区内包括第一列像素与第二列像素，所述双面显示装置还包括：

第二辅助电极，设置于所述阴极电极上，并对应所述第一列像素与所述第二列像素的间隔设置。

4.如权利要求1所述的双面显示装置，其中所述第一透明基板是薄膜晶体管基板，所述阳极电极耦接至所述薄膜晶体管基板。

5.如权利要求1所述的双面显示装置，还包括：

第二透明基板，设置于所述第一透明基板之上，用于将所述阳极电极、所述有机电激发光层、所述阴极电极与所述第一辅助电极封装于所述第一透明基板与所述第二透明基板之间。

6.如权利要求5所述的双面显示装置，还包括：

第一偏光板，设置于所述第一透明基板的外侧；及

第二偏光板，设置于所述第二透明基板的外侧。

7.一种双面显示装置的制造方法，包括：

(a)提供第一透明基板；

(b)形成阳极电极于所述第一透明基板上；

(c)形成有机电激发光层于所述阳极电极上；

(d)形成阴极电极于所述有机电激发光层上，并使所述阴极电极的面积不小于所述第一透明基板上可视区的范围；及

(e)形成第一辅助电极于所述阴极电极上，并使所述第一辅助电极对应于所述可视区的至少一侧边。

8.如权利要求7所述的制造方法，其中所述第一辅助电极对应所述可视区的周边设置。

9.如权利要求7所述的制造方法，其中所述步骤(e)包括：

(e1)设置掩膜于所述第一透明基板之上，所述掩膜具有至少一开口，使所述开口对应所述可视区的所述侧边设置；

(e2)蒸镀形成所述第一辅助电极的电极材料于所述阴极电极上，并使所述电极材料填满所述开口；及

(e3)去除所述掩膜，所述第一辅助电极的形状实质上为所述开口的形状。

10.如权利要求7所述的制造方法，其中所述第一透明基板的所述可视区内包括第一列像素与第二列像素，所述制造方法还包括：

(f)形成第二辅助电极于所述阴极电极上，并使所述第二辅助电极对应于所述第一列像素与所述第二列像素的间隔设置。

11.如权利要求10所述的制造方法，其中所述第二辅助电极与所述第一辅助电极同时形成于所述阴极电极上。

12.如权利要求11所述的制造方法，其中所述步骤(f)包括：

(f1)设置掩膜于所述第一透明基板之上，所述掩膜具有至少一第一开口与至少一第二开口，使所述第一开口对应所述可视区的所述侧边设置，并使所述第二开口对应所述第一列像素与所述第二列像素的所述间隔设置；

(e2)蒸镀形成所述第一辅助电极与所述第二辅助电极的电极材料于所述阴极电极上，并使所述电极材料填满所述第一开口与所述第二开口；及

(e3)去除所述掩膜，所述第一辅助电极的形状实质上为所述第一开口的形状，所述第二辅助电极的形状实质上为所述第二开口的形状。

13.如权利要求10所述的制造方法，其中所述第二辅助电极为长条形电极。

14.如权利要求7所述的制造方法，其中所述第一透明基板为薄膜晶体管基板，所述步骤(b)包括：

使所述阳极电极耦接至所述薄膜晶体管基板。

15.如权利要求7所述的制造方法，还包括：

(g)设置第二透明基板于所述第一透明基板之上，以将所述阳极电极、所述有机电激发光层、所述阴极电极与所述第一辅助电极封装于所述第一透明基板与所述第二透明基板之间。

16.如权利要求15所述的制造方法，还包括：

(h)设置第一偏光板于所述第一透明基板外侧；及

(i)设置第二偏光板于所述第二透明基板外侧。

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