CN107680989A - 双面显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种双面显示器,其包括基板、第一主动元件、第一微型发光元件、图案化光阻层、反射电极、第二微型发光元件、保护层以及第一导电电极。第一微型发光元件位于基板上且电性连接第一主动元件。图案化光刻胶层设置于基板上且覆盖部份第一微型发光元件。反射电极覆盖图案化光刻胶层与部分的基板上。第二微型发光元件设置于反射电极上。保护层覆盖反射电极与部份第二微型发光元件。第一导电电极覆盖保护层且电性连接第二微型发光元件。

Description

双面显示器及其制造方法
技术领域
本发明关于一种显示器的双面显示技术,特别是一种双面显示器及其制造方法。
背景技术
一般而言,双面显示器允许观看者从双面显示器的相对两侧分别观看不同的显示影像。举例来说,搭载双面显示器的手机可以于其中一面显示主功能窗口,于另一面则显示应用程序(mobile application)的内容。此外,双面显示器亦可以于其中一侧显示影像,而另一侧仅用于照明。举例来说,搭载双面透明显示器的展示箱,可以于其中一面(朝向展示箱外侧)显示影像作为广告内容或产品说明,于另一面(朝向展示箱内侧)照亮展示箱内部的商品,让观看者于能够由朝向展示箱外侧的双面透明显示器的画面同时清楚看到商品的介绍画面以及展示箱内的商品。
然而,如何让双面显示器轻薄化设计或者是双面显示器的两侧的画面仅能让其中一侧的观看者来说是正向的,换言之,所显示的画面会产生镜像的问题等等为所需要解决的目标之一。
发明内容
本发明提供一种双面显示器与双面显示器的制造方法,双面显示器的子像素具有至少两个微型发光元件,其中两个微型发光元件出光方向相反且可独立控制达到双面显示的效果。
本发明一实施例提出一种双面显示器,其包括多个子像素、第一主动元件、第一微型发光元件、图案化光刻胶层、反射电极、第二微型发光元件、保护层以及第一导电电极。第一主动元件设置于基板上。第一微型发光元件位于基板上,第一微型发光元件至少包含第一电极、第二电极以及设置于第一电极与第二电极之间的第一发光层。第一微型发光元件的第二电极电性连接第一主动元件。图案化光刻胶层设置于基板上且覆盖部份第一微型发光元件。图案化光刻胶层具有第一开口与第二开口,且第一开口于垂直投影方向上的投影系与第一微型发光元件的投影部份重迭。反射电极设置于基板上且覆盖第一微型发光元件、图案化光刻胶层与暴露于第二开口的基板上。其中,反射电极经由第一开口电性连接第一微型发光元件的第一电极。第二微型发光元件设置于第二开口的反射电极上。第二微型发光元件至少包含第三电极、第四电极以及设置于第三电极与第四电极之间的第二发光层。保护层设置于基板上且覆盖反射电极与部份第二微型发光元件。保护层具有第三开口,且于垂直投影方向上第三开口的投影系与第二微型发光元件的投影部份重迭。第一导电电极设置于保护层上且覆盖保护层,其中,第一导电电极经由第三开口电性连接第二微型发光元件的第四电极。
本发明一实施例提出一种双面显示器的制造方法,其包含:于基板的发光区内形成第一主动元件、设置第一微型发光元件于基板的发光区上、形成光刻胶层于基板上且覆盖第一微型发光元件、对一光刻胶层进行图案化制程以形成图案化光刻胶层、覆盖反射电极于图案化光刻胶层及部分的基板上、设置第二微型发光元件于反射电极上、形成保护层覆盖于反射电极以及部份第二微型发光元件以及形成第一导电电极于保护层上。于此,第一微型发光元件电性连接该第一主动元件。于此,图案化光刻胶层具有第一开口与第二开口,反射电极通过第一开口而与第一微型发光元件耦接且反射电极覆盖于暴露于第二开口的基板上。于此,第二微型发光元件设置第二开口内的反射电极上。于此,保护层具有第三开口,第一导电电极通过第三开口与第二微型发光元件电性连接。
综上所述,本发明实施例的双面显示器及其制造方法,其利用图案化光刻胶层,使反射电极耦接第一微型发光元件和第二微型发光元件。此外反射电极形成反射面将第一微型发光元件所发出的光线和第二微型发光元件所发出的光线能够分别导向双面显示器的相对两侧,藉此避免第一微型发光元件所发出的光线和第二微型发光元件所发出的光线互相干扰,且可独立控制第一微型发光元件和第二微型发光元件,并于双面显示时能避免双面显示器所显示的画面产生影像镜像。
附图说明
图1为本发明一实施例的双面显示器的结构俯视示意图。
图2为对应于图1的双面显示器的结构立体概略示意图。
图3为对应于图1的A-A剖线的双面显示器的截面示意图。
图4为具有不同锐角的图案化光刻胶层所对应正向导光强度的曲线图。
图5A为对应于图3的第一微型发光元件的双面显示器的局部剖面结构示意图。
图5B为对应于图3的第二微型发光元件的双面显示器的局部剖面结构示意图。
图6为本发明一实施例的双面显示器的电路结构示意图。
图7为本发明另一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图8为本发明另一实施例的双面显示器的电路结构示意图。
图9为本发明又一实施例的双面显示器的电路结构示意图。
图10为本发明再一实施例的双面显示器的电路结构示意图。
图11A为本发明另一实施例的双面显示器的结构俯视示意图。
图11B为本发明又一实施例的双面显示器的结构俯视示意图。
图11C为本发明再一实施例的双面显示器的结构俯视示意图。
图12为本发明另一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图13为本发明另一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图14为本发明另一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图15为本发明又一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图16为本发明又一实施例的双面显示器的剖面结构示意图。
图17至24分别是本发明一实施例的双面显示器的制造方法于各步骤所形成的剖面示意图。
其中,附图标记:
100 双面显示器 101 对向基板
102 配向层 110 基板
112 第一侧 114 第二侧
120 第一微型发光元件 122 第一电极
124 第二电极 126 第一发光层
130 第二微型发光元件 132 第三电极
134 第四电极 136 第二发光层
140 图案化光刻胶层 140a 光刻胶层
142 第一侧表面 144 第二侧表面
146 共享侧表面 150 反射电极
160 保护层 170 第一导电电极
180 绝缘层 190 光调变元件
192 第二导电电极 194 第三导电电极
196 光调变层 A-A 剖面线
A1、A2 夹角 D1 第一光线
D2 第二光线 DL1 第一数据线
DL2 第二数据线 E1 第一连接电极
E2 第二连接电极 E3 第三连接电极
GL1 第一栅极线 GL2 第二栅极线
H1 第一开口 H2 第二开口
H3 第三开口 L1、L2 距离
M1 发光区 M2 穿透区
P1 子像素 Q1、Q2 反射点
S1、S2 参考线 S3 辅助法线
T1、T2 距离 TN 电源线
TFT1 第一主动元件 TFT2 第二主动元件
TFT3 开关元件 Vc 供电电源
W1 第一接触孔 W2 第二接触孔
W3 通孔 Z 垂直投影方向
θ1 锐角
具体实施方式
在下文中将参照附图更全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将认识到的,可以以各种不同的方式修改所描述的实施例,且各实施例可互相组合,而不脱离本发明的精神或范围。
在附图中,为了清楚起见,放大了各元件等的厚度。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。应当理解,当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在“另一元件上”、或“连接到另一元件”、“重迭于另一元件”时,其可以直接在另一元件上或与另一元件连接,或者中间元件可以也存在。相反,当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时,不存在中间元件。如本文所使用的,“连接”可以指物理及/或电连接。
应当理解,尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分,但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此,下面讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”、或“部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的,而不是限制性的。如本文所使用的,除非内容清楚地指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式,包括“至少一个”。“或”表示“及/或”。如本文所使用的,术语“及/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解,当在本说明书中使用时,术语“包括”及/或“包括”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件,但不排除一个或多个其它特征、区域整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
此外,诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系,如图所示。应当理解,相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如,如果一个附图中的装置翻转,则被描述为在其他元件的“下”侧的元件将被定向在其他元件的“上”侧。因此,示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向,取决于附图的特定取向。类似地,如果一个附图中的装置翻转,则被描述为在其它元件“下方”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此,示例性术语“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。
本文使用的“约”、“实质上”、或“近似”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值,考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即,测量系统的限制)。例如,“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内,或±30%、±20%、±10%、±5%内。然而,不同的性质可选择不同或实质上相旬的标准偏差,例如:光学性质的标准偏差可为±20%、±10%、±5%内,而制程性质偏差的标准偏差可为±30%、±20%、±10%、±5%内。
除非另有定义,本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是,诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义,并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义,除非本文中明确地这样定义。
本文参考作为理想化实施例的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此,可以预期到作为例如制造技术及/或公差的结果的图示的形状变化。因此,本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状,而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如,示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外,所示的锐角可以是圆的。因此,图中所示的区域本质上是示意性的,并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状,并且不是旨在限制权利要求的范围。
图1为本发明一实施例的双面显示器的结构俯视示意图。图2为对应于图1的双面显示器的结构立体概略示意图。图3为对应于图1的A-A剖线的双面显示器的截面示意图。请参阅图1、图2及图3,双面显示器100具有多个子像素P1,并且子像素P1为阵列配置(图1未示阵列配置,将于后续图示绘示)。为了便于说明,于图1、图2及图3中系绘示其中的一个子像素P1示意说明。
各子像素P1包括基板110、至少两个微型发光元件(例如:第一微型发光元件120以及第二微型发光元件130)、图案化光刻胶层140、反射电极150、保护层160、导电电极(或称第一导电电极170)以及主动元件(例如:第一主动元件TFT1)。第一微型发光元件120位于基板110上。图案化光刻胶层140位于基板110上且覆盖部分第一微型发光元件120。反射电极150覆盖图案化光刻胶层140且贯穿图案化光刻胶层140而与第一微型发光元件120电性连接。第二微型发光元件130位于反射电极150上,且第二微型发光元件130与反射电极150电性连接。保护层160覆盖反射电极150与部份第二微型发光元件130。第一导电电极170贯穿保护层160而与第二微型发光元件130电性连接。举例而言,第二微型发光元件130的其中的一电极(例如:第三电极132)经由反射电极150连接于第一微型发光元件120的其中的一电极(例如:第一电极122),第一微型发光元件120的另一电极(例如:第二电极124)电性连接于第一主动元件TFT1,第二微型发光元件130的另一电极(例如:第四电极134)连接于第一导电电极170。
在一些实施态样中,基板110较佳为可透光基板,但并非用以限制本发明。于一些实施态样中,基板110例如是玻璃基板或蓝宝石基板,但本发明并不限于此。
在一些实施态样中,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130其中至少一者例如可为有机发光二极管(organic light emitting diode)或无机发光二极管(inorganic light emitting diode,micro-led),且微型发光元件尺寸例如为小于50微米,但不限于此。
在一实施态样中,第一微型发光元件120至少包含二电极(例如:第一电极122以及第二电极124)以及一发光层(例如:第一发光层126)。第一发光层126设置于第一电极122与第二电极124之间。一般而言,二电极夹设有多层半导体层(未绘示),例如:P-N接面型态:第一型半导体层(未绘示)以及与第一型半导体层(未绘示)极性相反的第二型半导体层或者是P-I-N接面型态:第一型半导体层、与第一型半导体层极性相反的第二型半导体层、以及位于第一型半导体层与第二型半导体层间的量子井层(或者是本征层,未绘示),其中,第一型半导体层与第二型半导体层的极性可分别为N或P型半导体层。于部份实施态样中,第一微型发光元件120的发光处可为二极性相反半导体层界面,二极性相反半导体层之间,或者是多层半导体层其中至少一层,则发光层可为二极性相反半导体层界面,二极性相反半导体层之间,或多层半导体层其中至少一层。在一些实施态样中,第一型半导体层(未绘示)可以是掺杂有第三族元素的p型半导体层和掺杂有第五族元素的n型半导体层中的一者,且第二型半导体层(未绘示)可以是掺杂有第三族元素的p型半导体层和掺杂有第五族元素的n型半导体层中的另一者。在一实施态样中,第一微型发光元件120可以为垂直式二极管结构,例如,第一电极122和第二电极124位于第一发光层126的相反的两侧,如图3所绘示。在另一实施态样中,第一微型发光元件120也可以为水平式二极管结构,例如:第一电极122和第二电极124位于第一发光层126的同一侧。第一微型发光元件120的种类非本发明的限制,其可依电性连接设计或是制程需求而选择。
在一实施态样中,第一电极122和第二电极124其中至少一者可以是透明电极或非透明电极。第一电极122和第二电极124其中至少一者的材料可以是金属、合金、透明导电材料或是其它的合适的材料、或是前述材料至少二种的堆栈层,但本发明不以此为限。
在一些实施例中,双面显示器100可更包括绝缘层180。绝缘层180覆盖第一主动元件TFT1与基板110,而图案化光刻胶层140设置于绝缘层180上。绝缘层180具有一接触孔(或称为第一接触孔W1),且第一主动元件TFT1经由第一接触孔W1电性连接第一微型发光元件120的第一电极122与第二电极124其中一者,举例而言,第一主动元件TFT1可借由一连接电极(或称第一连接电极E1)与第一微型发光元件120的第二电极124电性连接,但不限于此。
在一些实施态样中,第一主动元件TFT1可以是但不限于底栅型(bottom gate)的薄膜晶体管或是顶栅型(top gate)的薄膜晶体管。在一些实施态样中,较佳地,在朝向基板110的垂直投影方向Z上,第一主动元件TFT1的投影与第一微型发光元件120的投影不重迭,使得第一微型发光元件120所发出的光线在朝基板110方向出射时较不会被第一主动元件TFT1所遮挡,但不限于此。于部份实施态样中,在朝向基板110的垂直投影方向Z上,第一主动元件TFT1的投影与第一微型发光元件120的投影可部份重迭,但二者重迭面积小于50%。
图案化光刻胶层140覆盖部分的基板110及部份第一微型发光元件120。图案化光刻胶层140具有第一开口H1与第二开口H2。在朝向基板110的垂直投影方向Z上,第一开口H1的投影系与第一微型发光元件120的投影至少部份重迭。也就是说,第一开口H1对应第一微型发光元件120,并且暴露出部分的第一微型发光元件120的上表面。于一些实施态样中,第一开口H1至少未覆盖部分的第一微型发光元件120的第一电极122的上表面。第二开口H2相邻于第一开口H1、贯穿图案化光刻胶层140且暴露出部分的基板110。在朝向基板110的垂直投影方向Z上,第二开口H2的投影未与第一微型发光元件120的投影重迭。也就是说,第二开口H2并未对应第一微型发光元件120,且并未暴露出第一微型发光元件120。另外,为明确显示图案化光刻胶层140的外型,于图1及图2中省略绘示遮蔽图案化光刻胶层140的元件(例如是反射电极150、保护层160及第一导电电极170等)。
于一实施态样中,图案化光刻胶层140的材料较佳为可透光的光刻胶材料,但并不以此为限。于另一些实施态样中,可为具有颜色的材料,例如:黑色矩阵、多色堆栈材料或其它合适的材料。
反射电极150覆盖于图案化光刻胶层140的外表面。反射电极150经由第一开口H1穿过图案化光刻胶层140而接触第一微型发光元件120的第一电极122,且反射电极150与第一电极122电性连接。并且,反射电极150经由第二开口H2而直接接触暴露于第二开口H2底部的基板110的表面,即反射电极150经由第二开口H2穿过图案化光刻胶层140而直接覆盖基板110的表面。于一实施态样中,反射电极150覆盖图案化光刻胶层140的外表面,换言之,反射电极150附着于图案化光刻胶层140的外表面且顺着图案化光刻胶层140的外表面延伸,使得反射电极150的形状与图案化光刻胶层140的表面形状大体上一致。
于一实施态样中,反射电极150较佳为具有导电性及反光性。反射电极150可为单层结构或多层结构的材料可以是但不限于金属、合金、或是其它合适的材料。于部份实施态样中,于反射电极150的多层结构其中一层可为金属、合金、或前述材料的盐类、或是透明导电材料、或是其它合适的材料。
第二微型发光元件130设置于图案化光刻胶层140的第二开口H2内的反射电极150上。例如,第二开口H2可视为用以容置第二微型发光元件130的容置槽。其中,第一微型发光元件120夹设在图案化光刻胶层140与基板110之间,而第二微型发光元件130设置于图案化光刻胶层140之间的反射电极150相对于基板110的表面上。
第二微型发光元件130至少包括二电极(例如:第三电极132以及第四电极134)以及一发光层(例如:第二发光层136)。第二发光层136设置于第三电极132与第四电极134之间。在一些实施态样中,反射电极150直接接触第二微型发光元件130的电极(例如:第三电极132)以与第二微型发光元件130电性连接。
在一实施态样中,第二微型发光元件130可以为垂直式二极管结构,例如:第三电极132与第四电极134位于第二发光层136的相反的两侧,如图3所绘示。在另一些实施态样中,第二微型发光元件130也可以为水平式二极管结构,例如:第三电极132与第四电极134位于第二发光层136的同一侧。第二微型发光元件130的种类非本发明的限制,其可依电性连接设计或是制程需求而选择。于一些实施态样中,第二微型发光元件130可以与第一微型发光元件120的种类实质上相同,例如:皆为垂直式二极管结构,如图3所绘示,但不限于此。于一些实施态样中,第二微型发光元件130亦可与第一微型发光元件120的种类不同。
在一实施态样中,第三电极132和第四电极134其中一者的结构及或材料可参阅第一电极122和第二电极124其中一者的结构及/或材料于此不再赘言。于部份实施态样中,第三电极132和第四电极134其中一者的结构及或材料可选择性的实质上相同或不同于第一电极122和第二电极124其中一者的结构及/或材料。第二发光层136描述、型态及/或材料可参阅第一发光层126于此不再赘言。于部份实施态样中,第一发光层126型态及/或材料可选择性的实质上相同或不同于第二发光层136型态及/或材料。
保护层160设置于基板110上,且覆盖反射电极150与第二微型发光元件130。保护层160具有第三开口H3。在朝向基板110的垂直投影方向Z上,第三开口H3的投影范围系与第二微型发光元件130的投影范围部份重迭。也就是说,保护层160具有第三开口H3对应于第二微型发光元件130且暴露出第二微型发光元件130部分的上表面。于一实施态样中,第三开口H3暴露出第二微型发光元件130至少部分的电极(例如:第四电极134),可视为第二微型发光元件130的第四电极134位于第三开口H3的底部。
在一些实施态样中,保护层160可为单层或多层结构,且其材料可以无机材料(例如:氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氮氧化硅(SiON)、或其它合适的材料)、有机材料(例如:光刻胶、聚酯、聚酰亚胺、或其它合适的材料)、或其它合适的材料。
第一导电电极170设置于保护层160上且第一导电电极170覆盖保护层160。第一导电电极170经由第三开口H3穿过保护层160而电性连接第二微型发光元件130的电极(例如:第四电极134)。
在一些实施态样中,第一导电电极170其材质可以为透明导电材料(例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层、纳米碳管/杆、有机导电材料、或例如厚度小于60埃的反射材料、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层),第一导电电极170亦可包含反射导电材料(例如:可选用与反射电极150相同的材料)或半穿透半反射导电材料(例如:前述透明导电材料与前述反射导电材料的选用于部份第一导电电极170)。
在一实施态样中,第一导电电极170可以整面覆盖保护层160的上表面,且其材料可为透明、实质上透明或其它合适的材料,例如图3所绘示。或是第一导电电极170可以整面覆盖保护层160的上表面,且保护层160部份上表面上的的第一导电电极170材料可为透明、实质上透明或其它合适的材料,而保护层160另一部份上表面上的的第一导电电极170材料可为不透明材料(或称为反射材料)。在另一些实施态样中,第一导电电极170可以是仅覆盖部分的保护层160的上表面,且其材料可为透明、实质上透明或其它合适的材料,如图7所绘示。或是,第一导电电极170可以是仅覆盖部分的保护层160的上表面,第一导电电极170材料可为不透明材料(或称为反射材料),且不透明材料也仅会覆盖第二微型发光元件130部份区域,而第二微型发光元件130未被不透明材料覆盖的其它区域可选择设置透明材料或是不设置导电材料(例如:第一导电电极170)。
在一些实施例中,覆盖在第一发光微型元件120上的图案化光刻胶层140是以远离基板110的方向渐缩(例如:于剖面图来看系为上窄下宽)。设置有第二微型发光元件130的容置槽(例如:第二开口H2)则是以远离基板110的方向渐扩(例如:于剖面图来看系为上宽下窄)。
在一些实施例中,图案化光刻胶层140具有多个侧表面,如图1、图2及图3所绘示。此些侧表面包括至少一第一侧表面142、至少一第二侧表面144以及至少一共享侧表面146。于部份实施态样中,第一侧表面142与共享侧表面146位于第一微型发光元件120的周围,且朝向接近第一发光微型元件120的方向倾斜。第二侧表面144与共享侧表面146位于第二微型发光元件130的周围且朝向远离第二微型发光元件130的方向倾斜。于另一实施例中,第一侧表面142位于第一微型发光元件120的至少一部份周围与第二微型发光元件130的至少一部份周围,且共享侧表面146位于第一微型发光元件120与第二微型发光元件130之间,而第二侧表面144位于第二微型发光元件130的部份周围,其中,第二侧表面144位于第一侧表面142所围成的范围内。换言之,第二侧表面144与共享侧表面146可视为第二开口H2的孔壁,且第二开口H2的径宽朝向基板110的方向渐缩。共享侧表面146位于第一微型发光元件120与第二微型发光元件130之间且朝向接近第一微型发光元件120的方向倾斜。
请参考图5A及图5B,为了便于说明,图5A及图5B分别为图3的第一微型发光元件120以及第二微型发光元件130局部结构示意图。于一实施态样中,各个侧表面(第一侧表面142、第二侧表面144与共享侧表面146)分别与基板110的上表面间具有锐角θ1。其中,锐角θ1可约介于40゜~70゜。
请参考图5A及图5B,通过适当地调整第一侧表面142、第二侧表面144与共享侧表面146与基板110的上表面的锐角θ1,能提高第一发光微型元件120与第二发光微型元件130的垂直出光比例。例如:通过适当地调整锐角θ1,第一发光微型元件120的第一光线D1(为大致垂直且朝向基板110的上表面的方向出光)与第二发光微型元件130的第二光线D2(为大致垂直且朝向远离基板110的上表面的方向出光)的出光机率将提升。换言之,即提高第一光线D1和第二光线D2为正向导光的机率,而呈现较佳的导光效果。图4为在不同锐角的图案化光刻胶层所对应正向导光强度的曲线图,其正向导光的强度随出光角变化的曲线图,而于表1示出正向导光的强度与锐角θ1相关数据。其中,图4的X轴为出光角,图4的Y轴为出光的强度百分比值。
表1
需特别说明的是,出光角系指出光分别与基板110的法线之间的夹角。若出光角约为0゜时,代表垂直于基板110内表面的方向出光,例如:第一光线D1(或第二光线D2)与基板110的法线之间的夹角约为0゜。另外,出光角的正(+)与负(-)符号系为区别出光偏离基板110的法线的方向性。於此,由图4及表1可知,在一些实施态样中,当锐角θ1约为50゜时,可获得第一光线D1及/或第二光线D2的较佳正向导光的强度,则第一发光微型元件120与第二发光微型元件130的光准直性可较高。
在一些实施态样中,如图5A及图5B所绘示,第一微型发光元件120的第一发光层126所发出的第一光线D1和第二微型发光元件130的第二发光层136所发出的第二光线D2分别入射到附着于第一侧表面142、第二侧表面144或共享侧表面146的反射电极150时,可以分别被反射至双面显示器100的相对两侧。换言之,第一光线D1和第二光线D2可以借由入射至附着于第一侧表面142、第二侧表面144或共享侧表面146的反射电极150而分别朝向基板110的相对两侧(例如:第一侧112及第二侧114)出射。
此外,亦可以通过适当地调整第一微型发光元件120和第二微型发光元件130的设置位置,来提高即提高第一光线D1和第二光线D2为正向导光的机率,以呈现较佳的导光效果。
于图5A中标示参考线S1、S2以及辅助法线S3,参考线S1和参考线S2之间的夹角为90゜,而辅助法线S3为共享侧表面146的法线。由于,第一微型发光元件120与图案化光刻胶层140的底面切齐,因此无法确保正向导光的出光,或可称为第一微型发光元件120的光准直性不佳。因此,针对第一微型发光元件120来说,如图5A所绘示,第一发光层126所发出其中之一的光线(例如:第一光线D1)至一侧表面(例如:第一侧表面142或共享侧表面146)经反射点Q1,反射后的第一光线D1射向基板110。第一发光层126的发光面水平延伸面至反射点Q1之间具有最短距离T1(例如:参考线S2的长度);第一微型发光元件120至反射点Q1之间具有最短距离L1(例如:参考线S1的长度);第一光线D1与第一发光层126的发光面的水平延伸面之间具有夹角A1。当第一微型发光元件120所发光的光线(例如:第一光线D1)至侧表面(例如:第一侧表面142或共享侧表面146)的角度为锐角θ1时,可借由参考线S1、S2以及辅助法线S3(例如:共享侧表面146的法线)可以得知夹角A1约等于两倍的锐角θ1与直角(90゜)的差值(例如:夹角A1=2θ1-90゜)。当第一微型发光元件120与图案化光刻胶层140的结构设计满足下列关系式(1)时,可以确保获得第一光线D1导光效果(例如:反射的第一光线D1实质上垂直于基板110的上表面(或是内表面)):
T1>L1tan(A1)(1)或者
T1>L1tan(2θ1-90゜)(1)
依此,于一些实施态样中,当已知锐角θ1以及距离T1时,可以通过调整第一微型发光元件120的位置来改变距离L1,以获得较大第一光线D1光反射的机率,提高第一微型发光元件120的光准直性。在其中另一些实施态样中,当锐角θ1约为50゜时,T1/L1>0.176,可确保获得第一光线D1较佳的光强度。
针对第二微型发光元件130来说,如图5B所绘示,第二发光层136所发出其中之一的光线(例如:第二光线D2)至至少一侧表面(例如:第二侧表面144或共享侧表面146)的反射点Q2后产生反射,并反射后的第二光线D2射向保护层160。第二发光层136的发光面的水平延伸面至反射点Q2之间具有最短距离T2;第二微型发光元件130至反射点Q2之间具有最短距离L2;第二光线D2与第二发光层136的发光面的水平延伸面之间具有夹角A2。根據与图5A相似的原理,夾角A2約等於兩倍的銳角θ1与直角(90゜)的差值(例如:夾角A2=2θ1-90゜)。当第二微型发光元件130与图案化光刻胶层140的结构设计满足下列关系式(2)时,可以获得较佳的第二光线D2导光效果(例如:反射的第二光线D2实质上垂直于基板110的上表面(或内表面)):
T2>L1tan(A2)(2)或者
T2>L1tan(2θ1-90゜)(2)
依此,当已知锐角θ1以及距离T2时,可以通过调整第二微型发光元件130的位置来改变距离L2,以获得较大的第二光线D2正向导光的机率。在其中另一些实施态样中,當銳角θ1约为50゜時,T2/L2>0.176,可確保獲得第二光线D2較佳的光強度。
图6为本发明一实施例的双面显示器的电路结构示意图。在一些实施态样中,请参阅图6,双面显示器100还具有多条数据线(或称为第一数据线DL1)以及多条栅极线(或称为第一栅极线GL1)。每一子像素P1对应至少一条第一数据线DL1与至少一条第一栅极线GL1,且每一子像素P1与至少一第一主动元件TFT1电性连接。在各子像素P1中,第一主动元件TFT1的控制端与对应的第一栅极线GL1电性连接、第一主动元件TFT1的一端与对应的第一数据线DL1电性连接,且第一主动元件TFT1的另一端电性连接其中的第一微型发光元件120的电极(例如:第二电极124)。于此,第一主动元件TFT1的控制信号由第一栅极线GL1传送至第一主动元件TFT1的控制端,以控制第一主动元件TFT1的导通与否。换言之,第一主动元件TFT1可作为启动或关闭第一微型发光元件120的开关。
请参阅图3与图6,在一些实施态样中,反射电极150为参考电位电极,可为共通电极(Vcom)、浮接电极(float)或可调整电位电极。在一些实施态样中,第一导电电极170传递一第一电位,且反射电极150传递一第二电位。反射电极150提供的第二电位与第一导电电极170提供的第一电位之间具有电位差。于此,各个第一微型发光元件120可以分别地通过控制第一主动元件TFT1而启动,以使此些子像素P1内的第一微型发光元件120可选地点亮。在一些实施态样中,一部分或全部的第二微型发光元件130可以共享电源线TN,以使位于一部分或全部的子像素P1内的第二微型发光元件130通过共享电源线TN同时点亮,或分区共享电源线TN达到分区点亮。举例而言,当第一微型发光元件120启动后点亮,且第一微型发光元件120所发出的光线穿过图案化光刻胶层140而于反射电极150被反射,从而穿透基板110且朝基板110的第一侧112方向出射;同时,第二微型发光元件130启动后点亮,且第二微型发光元件130所发出的光线于反射电极150被反射,从而朝向第一导电电极170的方向出射。依此,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130所发出的光束为相反方向,通过图案化光刻胶层140和反射电极150可将第一微型发光元件120的光线和第二微型发光元件130的光线分别导向双面显示器100的相对两侧(例如图3所绘示,基板110的第一侧112及第二侧114),第一微型发光元件120的光线和第二微型发光元件130所发出的光线不会互相干扰。于部份实施态样中,第一微型发光元件120启动后点亮,且第一微型发光元件120所发出的光线穿过图案化光刻胶层140而于反射电极150被反射,从而穿透基板110且朝基板110的第一侧112方向出射,而第二微型发光元件130关闭不点亮,则可运用于单面显示器。于其它实施态样中,第二微型发光元件130启动后点亮,且第二微型发光元件130所发出的光线于反射电极150被反射,从而朝向第一导电电极170的方向出射,而第一微型发光元件120关闭不点亮,则可运用于单面显示器。
请参阅图7,在一些实施例中,各子像素P1除可以更包括另一主动元件(或称为第二主动元件TFT2),且第二主动元件TFT2设置于基板110上,如图7所绘示。在各子像素P1中,第二主动元件TFT2电性连接第二微型发光元件130,以作为控制第二微型发光元件130的启动或关闭的开关。在一些实施态样中,绝缘层180覆盖第二主动元件TFT2,且绝缘层180具有另一接触孔(或称为第二接触孔W2),且第二主动元件TFT2可借由一连接电极(或称为第二连接电极E2)填入第二接触孔W2而与第一导电电极170电性连接,从而第二主动元件TFT2能够与第二微型发光元件130的电极(例如:第四电极134)电性连接。在一些实施态样中,在朝向基板110的垂直投影方向上,第一主动元件TFT1与第二主动元件TFT2的投影与第一微型发光元件120的投影不重迭,使得第一微型发光元件120所发出的光线在朝基板110方向出射时不会被第二主动元件TFT2所遮挡。于另一实施例中,第一主动元件TFT1即/或第二主动元件TFT2在朝向基板110的垂直投影方向上,与第二微型发光元件130至少部分重迭。
在一些实施态样中,各子像素P1除了对应一条第一数据线DL1与一条第一栅极线GL1外,各子像素P1还可以对应于一条另一条栅极线(或称为第二栅极线GL2),如图8所绘示。于此,各子像素P1均具有第一主动元件TFT1与第二主动元件TFT2,且第一主动元件TFT1的第一端与第二主动元件TFT2的第一端均与对应的第一数据线DL1电性连接。于各子像素P1中,第一主动元件TFT1的控制端与对应的第一栅极线GL1电性连接,且第一主动元件TFT1的第二端电性连接其中的第一微型发光元件120的电极(例如:第二电极124)。于各子像素P1中,第二主动元件TFT2的控制端与对应的第二栅极线GL2电性连接,且第二主动元件TFT2的第二端电性连接其中的第二微型发光元件130的电极(例如:第四电极134)。于此,第一主动元件TFT1的控制信号由第一栅极线GL1传送至第一主动元件TFT1,以控制第一主动元件TFT1的导通与否。而第二主动元件TFT2的控制信号由第二栅极线GL2传送给第二主动元件TFT2,以控制第二主动元件TFT2的导通与否。举例而言,各第一微型发光元件120可以通过控制其对应的第一主动元件TFT1而独立启动,而各第二微型发光元件130可以通过控制其对应的第二主动元件TFT2而独立启动。在另一些实施态样中,各子像素P1除了对应一条第一数据线DL1、一条第一栅极线GL1与一条第二栅极线GL2外,各子像素P1还可以对应于一条另一条数据线(以下称第二数据线DL2),如图9所绘示。于此,各子像素P1均具有第一主动元件TFT1与第二主动元件TFT2,且第一主动元件TFT1的第一端与第二主动元件TFT2的第一端分别与对应的第一数据线DL1与对应的第二数据线DL2电性连接。
在又一些实施态样中,各子像素P1除了对应一条第一数据线DL1与一条第一栅极线GL1外,一部分或全部子像素P1(多个子像素P1)可共享一个第二主动元件TFT2与一条共享栅极线(例如:第二栅极线GL2),如图10所绘示。此时,共享的第二主动元件TFT2的控制端与共享的第二栅极线GL2电性连接、共享的第二主动元件TFT2的第一端与供电电源Vc电性连接,且第二主动元件TFT2的第二端电性连接共享此第二主动元件TFT2的多个子像素P1的第二微型发光元件130的电极(例如:第四电极134)。于此,各第一微型发光元件120可以通过控制对应的第一主动元件TFT1而启动,而各第二微型发光元件130可以通过控制共享的第二主动元件TFT2而启动。换言之,多个或是全部的第二微型发光元件130可以通过控制同一个第二主动元件TFT2而启动。
在一些实施例中,双面显示器100的二侧(基板110的第一侧112及第二侧114)的亮度差异可以通过改变第一微型发光元件120或第二微型发光元件130的数量、排列位置或尺寸而调整。在此,元件配置结构与连接关系大致上与前述相似。举例而言,图案化光刻胶层140覆盖第一微型发光元件120且形成贯穿的容置槽(即第二开口H2)以设置第二微型发光元件130,并且通过反射电极150提供一电位给第一微型发光元件120和第二微型发光元件130,其中反射电极150的电位与第二电极124以及第四电极134分别具有电位差。第一微型发光元件120和第二微型发光元件130于双面显示器100所发出的光线方向为相反的方向。举例而言,第一微型发光元件120位在反射电极150与基板110之间,且反射电极150位于第二微型发光元件130与基板110之间。并且,反射电极150借由图案化光刻胶层140同时提供使光线反射向基板110的反射面给第一微型发光元件120以及使光线反射向远离基板110的方向的反射面给第二微型发光元件130。于图11A、图11B及图11C中系以增加基板110的第二侧114的照明度作为说明。不过,于其余不同的实施态样中,基板110的第一侧112的亮度亦可通过相似的设计而调整。
在又一些实施态样中,如图11A所绘示,各子像素P1可设置有不同尺寸的第一微型发光元件120与第二微型发光元件130。于此,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130和其他元件的连接关系及运作方式大致上相同于前述实施例,故不在赘述。其中,第一微型发光元件120的尺寸小于第二微型发光元件130的尺寸。换言之,第二微型发光元件130的第二发光层136的尺寸大于第一微型发光元件120的第一发光层126的尺寸,藉此增加基板110的第二侧114的照明度。
在另一些实施态样中,如图11B所绘示,各子像素P1可设置有多个第二微型发光元件130,藉此增加基板110的第二侧114的照明度。以二个第二微型发光元件130为例。其中,此些微型发光元件(例如:一个第一微型发光元件120及二个第二微型发光元件130)呈一维阵列排列。第一微型发光元件120的位置可以是但不限于位于两个第二微型发光元件130之间(图未绘示),或是相邻于两个第二微型发光元件130的其中的一个(如图11B所绘示)。于此,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130和其他元件的连接关系及运作方式大致上相同于前述实施例,故不在赘述。
再以三个第二微型发光元件130为例,如图11C所绘示。其中,此些微型发光元件(例如:一个第一微型发光元件120及三个第二微型发光元件130)呈二维阵列排列,例如但不限于方形矩阵排列。于此,此些第二微型发光元件130可具有相同尺寸,亦可具有不同尺寸。前述实施例中,例如:图1至图11B任何一个图示中,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130的数量分别为至少一个或多个。于此,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130和其他元件的连接关系及运作方式大致上相同于前述实施例,故不在赘述。
在一些实施例中,子像素P1可包括至少一发光区M1之外,子像素P1也可选择性的包含邻接发光区M1的至少一穿透区M2,如图1及图2、图3所绘示。举例而言,图案化光刻胶层140、反射电极150、第一微型发光元件120及第二微型发光元件130位于发光区M1内;并且,反射电极150并未分布于穿透区M2。于此,第一微型发光元件120及第二微型发光元件130在发光区M1朝双面显示器100的相对两侧分别出射不同的光线,而环境光线则穿透于穿透区M2,从而双面显示器100的子像素P1的穿透区M2能够透光,来增加双面显示器100的透光度。其中,穿透区M2可选择性包含透明膜层(例如:绝缘层、保护层或是其它合适的膜层)与基板110或者是仅包含基板110。其中,穿透区M2垂直投影于基板110的形状可为多边形,例如:L型、I型、方型、圆型、环形、曲型或其它合适的形状。若透光度足够,则双面显示器100也可被称为透明的双面显示器。于部份实施态样中,利用穿透区M2来让环境光线穿过,也可运用于前述实施例,如图6至图11所绘示。
如图12所绘示,在另一些实施例中,为了调变子像素P1的穿透区M2的透光度,各子像素P1可以更包括光调变元件190,且光调变元件190至少设置于穿透区M2的基板110上。其中,光调变元件190与第一导电电极170不为电性连接。光调变元件190可以包含另外二导电电极(例如:第二导电电极192及第三导电电极194)以及光调变层196,其中,光调变层196设置于第二导电电极192与第三导电电极194之间。当施加电压于第二导电电极192及第三导电电极194时,光调变层196与第二导电电极192及第三导电电极194之间形成一电场,通过控制光调变层196使其随着电场而改变状态,进而使受光调变元件190所覆盖的穿透区M2内的光穿透率改变,进而可调整双向显示器100的相对两侧所呈现的影像对比值。
在一些实施态样中,第二导电电极192及第三导电电极194其中一者可为单层或多层结构,且其材料较佳可为透明导电材料(例如:氧化锌、氧化铟锌、氧化镓锌、氧化锌锡、氧化铟锡、小于60埃的金属或合金、纳米碳管或杆、或是其它合适的材料)或是其它合适合的材料。于部份实施态样中,第二导电电极192及第三导电电极194其中一者可更包含反射材料(例如:金属、合金或其它合适的材料),而反射材料尺寸会小于透明导电材料的尺寸以避免光调变元件190的功能下降。
在其中一些实施例中,各子像素P1可以选择性的更包括一开关元件TFT3,且开关元件TFT3电性连接光调变元件190的电极(例如:第二导电电极192),于此,开关元件TFT3可作为控制光调变元件190的开关,如图13所绘示。在一些实施态样中,绝缘层180覆盖开关元件TFT3与基板110,且绝缘层180可更具有另一接触孔(以下称通孔W3),且开关元件TFT3可借由连接电极(例如:第三连接电极E3)电性连接至光调变元件190的第二导电电极192。在一些实施态样中,在朝向基板110的垂直投影方向上,连接电极(例如:第三连接电极E3)的投影与第一微型发光元件120的投影不重迭,使得第一微型发光元件120所发出的光线在朝基板110方向出射时不会被连接电极(例如:第三连接电极E3)所遮挡。
在一些实施例中,部分或全部的子像素P1(多个子像素P1)可通过同一个开关元件TFT3来控制其光调变元件190。在一实施态样中,共享的开关元件TFT3可设置于共享此开关元件TFT3的多个子像素P1中之一并通过内联机路连接至其他子像素P1。或者是,在另一实施态样中,共享的开关元件TFT3可设置于共享此开关元件TFT3的多个子像素P1的外部并以内联机路连接彼此。
于此,双面显示器100可以借由不同的开关设计(例如:第一主动元件TFT1、第二主动元件TFT2或是开关元件TFT3)来调整双面显示器100的相对两侧所呈现的亮度或是透光度。
在一些实施态样中,位于子像素P1内的第一微型发光元件120可以个别地通过控制主动元件(例如:第一主动元件TFT1)而启动,位于子像素P1内的第二微型发光元件130可以个别地通过控制主动元件(例如:第二主动元件TFT2)而启动。位于一部分或全部的子像素P1内的光调变元件190(无设置开关元件TFT3)可以通过第二导电电极192与第三导电电极194或是通过其他电极(未绘示)来与一共享开关(未绘示)电性连接,以使一部分或全部的子像素P1内的穿透区M2维持一固定的穿透率,如图12所绘示。
在另一些的实施态样中,第一微型发光元件120可以通过控制主动元件(例如:第一主动元件TFT1)而启动,第二微型发光元件130常亮(无设置第二主动元件TFT2),而光调变元件190可以通过控制开关元件TFT3而调整穿透区M2的穿透率,如图13所绘示。
如图14所绘示,此外,于又一些的实施态样中,第一微型发光元件120可以通过控制主动元件(例如:第一主动元件TFT1)而启动,第二微型发光元件130可以通过控制主动元件(例如:第二主动元件TFT2)而启动,而光调变元件190可以通过控制开关元件TFT3而调整穿透区M2的穿透率。于此些的实施态样中,双面显示器100可以借由开关或关闭第一主动元件TFT1、第二主动元件TFT2及开关元件TFT3来调整双面显示器100的相对两侧所呈现的影像对比值。举例而言,于一示例中,当双面显示器100为透明显示模式时,通过控制第一主动元件TFT1而启动第一微型发光元件120,控制第二主动元件TFT2而启动第二微型发光元件130,控制开关元件TFT3而关闭或启动光调变元件190以使光调变元件190呈现透明。于此,双面显示器100的子像素P1的发光区M1能朝相对两侧分别显示不同的光线,而穿透区M2能够透光,此时双面显示器100又可称为透明的双面显示器。于另一示例中,当双面显示器100为高对比度显示模式时,通过控制主动元件(例如:第一主动元件TFT1)而启动第一微型发光元件120,控制主动元件(例如:第二主动元件TFT2)而关闭第二微型发光元件130,控制开关元件TFT3而启动或关闭光调变元件190使光调变元件190的光穿透率下降而使光线无法穿透穿透区M2。于此,双面显示器100的子像素P1的发光区M1能朝相对两侧分别显示不同的光线,而穿透区M2无法透光以遮蔽背景影像,进而双面显示器100的相对两侧的影像对比值可以提高。
在一些实施态样中,光调变元件190可具有不同的种类,依此可选择地通过不同机制来控制光调变层196(例如是,电致变色材料、极性材料、液晶材料、或是其它合适的材料)随着电场而改变其状态。
在一些实施态样中,光调变层196可以为电致变色层,通过控制第二导电电极192及第三导电电极194的电压来控制电致变色层的颜色变化,进而调变穿透区M2的环境光线的穿透率。在其中一些实施态样中,电致变色层的材料可以是但不限于氧化钨(WO3)、氧化镍(NiOx)、五氧化二钒(V2O5)、或是其它合适的材料。
在另一些实施态样中,光调变层196可以为电湿润层通过控制第二导电电极192及第三导电电极194的电压来控制疏水性元件的电荷,使电湿润层(包括极性液体)与疏水性元件之间的疏水性和亲水性的关系改变,而呈现收缩或是平铺的状态,进而调变穿透区M2的环境光线的穿透率。
在又一些实施态样中,如图15所绘示,光调变层196可以为液晶层。于此一些实施态样中,双面显示器100可以更包括一对向基板101以及至少一个配向层(例如:二个配向层)102,对向基板101设置于基板110的第二侧114上,光调变元件190的第三导电电极194位于对向基板101上,而两个配向层102分别位于基板110上的第二导电电极192以及位于对向基板101的第三导电电极194上。通过控制第二导电电极192及第三导电电极194的电压来控制液晶层的旋转方向,进而调变穿透区M2的环境光线的穿透率,此实施态可被称为垂直电场切换。于其它实施例中,第三导电电极194与第二导电电极192设置于基板110上,且对向基板101不存在电极,通过控制第二导电电极192及第三导电电极194的电压来控制液晶层的旋转方向,进而调变穿透区M2的环境光线的穿透率,此实施态可被称为水平电场切换。于再一实施例中,除了基板110上设置有第三导电电极194与第二导电电极192,对向基板101也设置额外电极(未绘示),通过控制第二导电电极192、第三导电电极194及额外电极的电压来控制液晶层的旋转方向,进而调变穿透区M2的环境光线的穿透率,此实施态可被称为复合电场切换(包含水平与垂直电场切换)。
在另一些实施例中,如图16所绘示,除了子像素P1的穿透区M2之外,为了能够更调变发光区M1的透光度,光调变元件190也可以选择性设置于发光区M1及穿透区M2的基板110上,也就是说,光调变元件190可以覆盖子像素P1。光调变元件190的第二导电电极192可以与第一导电电极170连接,且光调变元件190的第三导电电极194可以由穿透区M2延伸至发光区M1。
在另一些实施例中,双面显示器100可以仅于其中一侧显示影像而另一侧则仅用以照明,或是双面显示器100可以于相对两侧都显示的影像。依此,第一微型发光元件120和第二微型发光元件130的种类可以相同或是不相同。
于一些实施态样中,第一微型发光元件120可以是但不限于红色发光二极管、蓝色发光二极管、绿色发光二极管、黄色发光二极管或白色发光二极管,而第二微型发光元件130系为白色发光二极管。双面显示器100的各子像素P1于基板110的第一侧112所显示的颜色可以是但不限于红色、蓝色、绿色、黄色或白色;同时,双面显示器100的各子像素P1于基板110的第二侧114所显示的光线颜色是白色,可用以照明物体。于一些实施态样中,双面显示器100可应用于商品橱窗中,举例而言,第一微型发光元件120可用于显示画面,第二微型发光元件130则用于照射橱窗内的显示物品,以于双面显示器100的一侧显示的影像、图案、文字等,而于双面显示器100的另一侧提供照明橱窗内的商品所需的照明光线。于另一些实施态样中,第一微型发光元件120与第二微型发光元件130可以是但不限于红色发光二极管、蓝色发光二极管、绿色发光二极管、黄色发光二极管或白色发光二极管,双面显示器100的二侧可均用以显示的影像、图案、文字等,并且二侧所显示的画面可为相同,亦可不同。
在又一些实施例中,第一微型发光元件120可以是但不限于红色发光二极管、蓝色发光二极管、绿色发光二极管、黄色发光二极管或白色发光二极管,而第二微型发光元件130可以是但不限于红色发光二极管、蓝色发光二极管、绿色发光二极管、黄色发光二极管或白色发光二极管。于一些实施态样中,双面显示器100可应用于广告广告牌中,并且双面显示器100的二侧可均用以显示影像、图案、文字等。于此,双面显示器100的二侧所显示的画面可为相同,亦可不同。
图17至图24是本发明一实施例的双面显示器的制造方法中各步骤所形成的剖面示意图。双面显示器的制造方法包括于基板110的发光区M1内形成第一主动元件TFT1(如图17所绘示)、设置第一微型发光元件120于基板110的发光区M1上以电性连接第一主动元件TFT1(如图18所绘示)、形成光刻胶层于基板110上且覆盖第一微型发光元件120(如图19所绘示)、图案化此一光刻胶层140a以形成图案化光刻胶层140(如图20所绘示)、覆盖反射电极150于图案化光刻胶层140及暴露于图案化光刻胶层140的第二开口H2的基板110上(如图21所绘示)、设置第二微型发光元件130于第二开口H2内的反射电极150上(如图22所绘示)、形成保护层160覆盖于反射电极150以及部份第二微型发光元件130(如图23所绘示)以及形成第一导电电极170于保护层160上(如图24所绘示)。
于一些实施例中,基板110可以是可透光基板,例如是透明板或是半透明板。于其中一些实施态样中,基板110例如是但不限于玻璃板或蓝宝石基板。
于一些实施态样中,于形成第一主动元件TFT1于基板110之上,形成整层的绝缘层180覆盖第一主动元件TFT1与基板110,接着于绝缘层180的对应第一主动元件TFT1处形成第一接触孔W1。其中,第一接触孔W1连通第一主动元件TFT1以及后续预定装设第一微型发光元件120的位置。而后,可通过喷涂(spray)或溅镀法等方法沉积金属材料于第一接触孔W1内,以形成第一连接电极E1(如图17所绘示)。
于一些实施态样中,光刻胶层140a的材料可以是但不限于可透光的光刻胶材料。
于一些实施态样中,于图案化步骤(如图20所绘示)中,经由微影蚀刻制程将整层的光刻胶层140a图案化,以形成岛状的图案化光刻胶层140。接着,对应第一微型发光元件120处形成贯穿图案化光刻胶层140的第一开口H1;而且,于第一开口H1的邻侧形成贯穿图案化光刻胶层140的第二开口H2。其中,在朝向基板110的垂直投影方向上,第一开口H1的投影系与部份的第一微型发光元件120的投影至少一部份重迭。第一开口H1暴露出部分的第一微型发光元件120。第二开口H2并未对应第一微型发光元件120,且并未暴露出第一微型发光元件120,而是暴露出部分的绝缘层180。
于一些实施态样中,可通过蒸镀法(Evaporation)、化学气相沉积法(Chemicalvapor deposition,CVD)或溅镀法(sputtering)等方法沉积导电材料于基板110上,以形成反射电极150(覆盖图案化光刻胶层140)(如图21所绘示)。于一些实施态样中,反射电极150可以具有导电性及反光性,可用以反射光线。其中,反射电极150可为单层或多层结构,且其材料可以是但不限于金属、合金、或是其它合适的材料。
于一些实施态样中,可通过等离子沉积法(plasma deposition)或化学气相沉积法(Chemical vapor deposition,CVD)等方法沉积绝缘材料于于基板110上,以形成保护层160。接着,在保护层160对应第二微型发光元件130处形成第三开口H3,以暴露出部分的第二微型发光元件130(如图23所绘示)。在一些实施态样中,保护层160可为单层或多层结构,且其材料例如为无机材料(例如:氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、其它合适的材料、或上述的组合)、有机材料(例如:光刻胶(包含彩色光刻胶或透明光刻胶)、聚酰亚胺(polyimide)、苯并环丁烯(BCB)、环氧树脂(Epoxy)、过氟环丁烷(PFCB)、其它合适的材料、或上述的组合)。
于一些实施态样中,可通过蒸镀法(Evaporation)、化学气相沉积法或溅镀法(sputtering)等方法沉积导电材料于保护层160上,以形成第一导电电极170。于此,第一导电电极170覆盖保护层160,且经由第三开口H3贯穿保护层160而电性连接第二微型发光元件130的电极(例如:第四电极134,如图24所绘示)。在其中一些实施态样中,第一导电电极170的导电材料可以为透明导电材料(例如是铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物、铟锗锌氧化物、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层)、纳米碳管/杆、有机导电材料、或例如厚度小于60埃的反射材料、或其它合适的氧化物、或者是上述至少二者的堆栈层),导电材料亦可包含反射导电材料(例如:可选用与反射电极150所述的材料)或半穿透半反射导电材料(例如:前述透明导电材料与前述反射导电材料的选用于部份第一导电电极170中)。
综上所述,本发明实施例的双面显示器及其制造方法,其利用图案化光刻胶层,使反射电极耦接第一微型发光元件和第二微型发光元件。此外反射电极形成反射面将第一微型发光元件所发出的光线和第二微型发光元件所发出的光线能够分别导向双面显示器的相对两侧,藉此避免第一微型发光元件所发出的光线和第二微型发光元件所发出的光线互相干扰,且可独立控制第一微型发光元件和第二微型发光元件,并于双面显示时能避免双面显示器的产生影像镜像。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种双面显示器,具有多个子像素设置于一基板上,其特征在于,各该子像素包含:
一第一主动元件,设置于该基板上;
一第一微型发光元件,位于该基板上,其中该第一微型发光元件至少包含一第一电极、一第二电极以及一第一发光层,该第一发光层设置于该第一电极与该第二电极之间,且该第二电极电性连接该第一主动元件;
一图案化光刻胶层,设置于该基板上,其中该图案化光刻胶层覆盖部份该第一微型发光元件,该图案化光刻胶层具有一第一开口与一第二开口,且于一垂直投影方向上该第一开口的投影系与该第一微型发光元件的投影部份重迭;
一反射电极,设置于该基板上,其中该反射电极覆盖该第一微型发光元件、该图案化光刻胶层与暴露于该第二开口的该基板,且该反射电极经由该第一开口电性连接该第一微型发光元件的该第一电极;
一第二微型发光元件,设置于该第二开口的该反射电极上,其中该第二微型发光元件至少包含一第三电极、一第四电极以及一第二发光层,且该第二发光层设置于该第三电极与该第四电极之间;
一保护层,设置于该基板上,其中该保护层覆盖该反射电极与该第二微型发光元件,该保护层具有一第三开口,且于该垂直投影方向上该第三开口的投影系与该第二微型发光元件的投影部份重迭;以及
一第一导电电极,设置于该保护层上,其中该第一导电电极覆盖该保护层,且该第一导电电极经由该第三开口电性连接该第二微型发光元件的该第四电极。
2.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,该图案化光刻胶层具有多个侧表面,该些侧表面中的其中的一个侧表面与该基板的一上表面之间具有一锐角,且该锐角介于40゜~70゜。
3.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,于该垂直投影方向上该第一主动元件的投影与该第一微型发光元件于该垂直的投影不重迭。
4.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,各该子像素更包括:
一绝缘层,覆盖于该第一主动元件与该基板,该绝缘层具有一第一接触孔,该第一主动元件经由该第一接触孔电性连接该第一微型发光元件的该第二电极,且该图案化光刻胶层设置于该绝缘层上。
5.根据权利要求4所述的双面显示器,其特征在于,各该子像素更包括:
一第二主动元件,设置于该基板上,该绝缘层覆盖该第二主动元件,且该绝缘层更具有一第二接触孔,该第二主动元件通过该第二接触孔与该第一导电电极电性连接该第二微型发光元件的该第四电极。
6.根据权利要求5所述的双面显示器,其特征在于,于该垂直投影方向上该第二主动元件的投影与该第一微型发光元件的投影不重迭。
7.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,该反射电极为共通电极或浮接电极。
8.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,该第一导电电极传递一第一电位。
9.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,至少一个该子像素包括至少一发光区以及邻接该发光区的至少一穿透区,该第一微型发光元件及该第二微型发光元件位于该发光区。
10.根据权利要求9所述的双面显示器,其特征在于,各该子像素更包括:
一光调变元件,设置于该穿透区的该基板上,该光调变元件包含一第二导电电极、一第三导电电极以及一光调变层,该光调变层设置于该第二导电电极与该第三导电电极间,且该光调变层包含液晶层、电致变色层或电湿润层。
11.根据权利要求10所述的双面显示器,其特征在于,各该子像素更包括:
一开关元件,设置于该基板上,且位于该发光区;以及
一绝缘层,覆盖该第一主动元件、该开关元件与该基板,该绝缘层具有一第一接触孔与一通孔,该第一主动元件经由该第一接触孔电性连接该第一微型发光元件的该第一电极,该开关元件经由该通孔电性连接该光调变元件的该第二导电电极,且该图案化光刻胶层设置于该绝缘层上。
12.根据权利要求11所述的双面显示器,其特征在于,于该垂直投影方向上该开关元件的投影与该第一微型发光元件的投影不重迭。
13.根据权利要求10所述的双面显示器,其特征在于,各该子像素更包括:
一第二主动元件,设置于该基板上,位于该发光区;以及
一绝缘层,覆盖该第一主动元件、该第二主动元件与该基板,该绝缘层具有一第一接触孔与一第二接触孔,该第一主动元件经由该第一接触孔电性连接该第一微型发光元件的该第一电极,该第二主动元件通过该第二接触孔与该第一导电电极电性连接该第二微型发光元件的该第四电极,且该图案化光刻胶层设置于该绝缘层上。
14.根据权利要求13所述的双面显示器,其特征在于,更包括:
一开关元件,设置于该基板上,该绝缘层覆盖该开关元件,该绝缘层更具有一接触孔,且该开关元件通过该接触孔电性连接该第二导电电极。
15.根据权利要求14所述的双面显示器,其特征在于,于该垂直投影方向上该开关元件的投影与该第一微型发光元件的投影不重迭。
16.根据权利要求13所述的双面显示器,其特征在于,于该垂直投影方向上该第二主动元件的投影与该第一微型发光元件的投影不重迭。
17.根据权利要求10所述的双面显示器,其特征在于,该第一导电电极连接该第二导电电极,且该第三导电电极设置于该发光区与该穿透区上。
18.根据权利要求1所述的双面显示器,其特征在于,该第一微型发光元件发出的颜色不同于该第二微型发光元件发出的颜色,该第一微型发光元件发出的该颜色为红色、蓝色或绿色,该第二微型发光元件发出的该颜色为白色,且该第一微型发光元件与该第二微型发光元件所发出的光束为相反方向。
19.一种双面显示器的制造方法,其特征在于,包括:
于一基板的一发光区内形成一第一主动元件;
设置一第一微型发光元件于该基板的该发光区上,且该第一微型发光元件电性连接该第一主动元件;
形成一光刻胶层于该基板上且覆盖该第一微型发光元件;
图案化该光刻胶层以形成一图案化光刻胶层,其中该图案化光刻胶层覆盖该第一微型发光元件,且该图案化光刻胶层具有一第一开口与一第二开口;
覆盖一反射电极于该图案化光刻胶层及暴露于该第二开口的该基板上,其中该反射电极通过该第一开口而与该第一微型发光元件耦接;
设置一第二微型发光元件于该第二开口内的该反射电极上;
形成一保护层覆盖于该反射电极以及部份该第二微型发光元件,且该保护层具有一第三开口;以及
形成一第一导电电极于该保护层上,其中该第一导电电极通过该第三开口与该第二微型发光元件电性连接。
20.根据权利要求19所述的双面显示器的制造方法,其特征在于,设置该第一微型发光元件于该基板的该发光区上,且该第一微型发光元件电性连接该第一主动元件的步骤,更包括:
形成一绝缘层覆盖于该第一主动元件,且该绝缘层具有一第一接触孔;以及
形成一第一连接电极于该第一接触孔内。
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