CN107705704B - 显示设备及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示设备，包括一可挠性基板、多个像素单元、以及图案化金属层。可挠性基板具有实质上平坦的第一表面及相对第一表面的第二表面。可挠性基板包含第一部分和第二部分。第一部分具有第一厚度。第二部分具有第二厚度。第一厚度大于第二厚度。第二厚度和第一厚度的差为第三厚度。像素单元配置于可挠性基板的第一表面。图案化金属层配置于可挠性基板的第二表面对应第二部分处。图案化金属层具有第四厚度。第三厚度大于第四厚度。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示设备及其制造方法，且特别是有关于一种包括可挠性基板的显示设备及其制造方法。
背景技术
在显示设备中，可局部或大面积地应用可挠性基板，借此实现例如窄边框、甚至是整体可挠的显示设备等目的。可挠性基板在弯折时，其上的组件可能受到应力，进而发生性质恶化或毁损。为了避免这样的情况，一般会选择调整形成在可挠性基板上的膜层的厚度。然而，这种方式可能会导致工艺复杂化、由于高低差而导致的工艺不均匀性、阻气阻水效果的下降、甚至演色性和电性等性质的恶化。
发明内容
本发明提供包括可挠性基板的显示设备及其制造方法。可减少组件受到的应力影响，同时能够避免或减轻上述问题。
根据一些实施例，提供一种显示设备。此种显示设备包括可挠性基板、多个像素单元、以及图案化金属层。可挠性基板具有实质上平坦的第一表面及相对第一表面的第二表面。可挠性基板包含第一部分和第二部分。第一部分具有第一厚度。第二部分具有第二厚度。第一厚度大于第二厚度。第二厚度和第一厚度的差为第三厚度。像素单元配置于可挠性基板的第一表面。图案化金属层配置于可挠性基板的第二表面对应第二部分处。图案化金属层具有第四厚度。第三厚度大于第四厚度。
根据一些实施例，提供一种显示设备的制造方法。此种制造方法包括下列步骤。首先，提供支撑基板。形成图案化金属层在支撑基板上。接着，形成凹槽在支撑基板对应于未覆盖图案化金属层处。涂布可挠性材料于支撑基板及图案化金属层上，该可挠性材料填充入凹槽中，以形成可挠性基板，其中该可挠性基板具有第一表面以及一相对的第二表面，该第二表面面对于该支撑基板且第一表面实质上平坦。形成多个像素单元在可挠性基板的第一表面上。之后，分离可挠性基板和支撑基板，其中图案化金属层保留在可挠性基板上的第二表面上。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
附图说明
图1绘示根据实施例的一例示性显示设备。
图2绘示用于显示设备的一例示性电路配置。
图3A～3H绘示根据实施例的显示设备的一例示性制造方法其中数个步骤。
图4绘示根据实施例的显示设备的一例示性制造方法其中一替代步骤。
其中，附图标记：
100：可挠性基板
102：第一表面
104：第二表面
106：第一部分
108：第二部分
110：像素单元
112：晶体管
114：晶体管
116：信号线
118：信号线
120：图案化金属层
200：支撑基板
201：辅助脱离层
202：金属层
204：图案化金属层
206：凹槽
208：激光
d：深度
t1：第一厚度
t2：第二厚度
t3：第三厚度
t4：第四厚度
t5：第五厚度
具体实施方式
以下将参照所附图式对于各种不同的实施例进行更详细的说明。可以预期的是，一实施例中的元件和特征，能够被有利地纳入于另一实施例中，然而并未对此作进一步的列举。在此，当叙述有一元件时，并不排除同时有多个该元件的情况，在适当的情况下，可以有一或多个该元件。在此，当叙述一元件配置于另一元件，或者以其他类似方式形容时，该元件可直接配置于该另一元件，或者可以有中介元件。
请参照图1，其绘示根据实施例的一例示性显示设备。该显示设备包括可挠性基板100、多个像素单元110、以及图案化金属层120。可挠性基板100具有实质上平坦的第一表面102及相对第一表面102的第二表面104。可挠性基板100包含第一部分106和第二部分108。第一部分106具有第一厚度t1。第二部分108具有第二厚度t2。第一厚度t1大于第二厚度t2。第二厚度t2和第一厚度t1的差为第三厚度t3。像素单元110配置于可挠性基板100的第一表面102。图案化金属层120配置于可挠性基板100的第二表面104对应第二部分108处。图案化金属层120具有第四厚度t4。第三厚度t3大于第四厚度t4。
在一些实施例中，可挠性基板100为软质基板，其具有可挠性与可弯曲性，其材料可包括例如聚亚酰胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚酰胺(polyamide,PA)等有机材料其中至少一者，但不以此为限。第二厚度t2和第一厚度t1的比值较佳大于10％，且小于50％，亦即，10％<t2/t1<50％。举例而言，一般的第一厚度t1大于5μm(微米)，且小于50μm。在一些实施例中，第二厚度t2大于2μm，且小于10μm，较佳是3μm～4μm，例如约为3.5μm。在一些实施例中，第四厚度t4和第三厚度t3的差可大于1μm，且小于25μm。一般而言，第四厚度t4实质上远小于第一厚度t1、第二厚度t2、和第三厚度t3。举例来说，第四厚度t4可与第一厚度t1、第二厚度t2、和第三厚度t3属于不同数量级。在一些实施例中，第四厚度t4厚度为纳米等级，举例来说，第四厚度t4厚度可小于1μm，但大于等于30nm(纳米)，特别是大于等于100nm，以确保在工艺中达成保护像素单元110中的元件的效果。此点将在后续段落配合制造方法的实施例作更进一步的说明。
如图1所示，像素单元110可包括至少一晶体管，该至少一晶体管系对应第二部分108设置。在图1中，只分别以一个晶体管表示各个像素单元110，仅为例示并非用以限定本实施例。请配合参照图2，其绘示用于显示设备的一例示性电路配置，特别是用于有机发光二极管(OLED)显示设备的一例示性电路配置。当然，此一电路配置只是举例说明用途，本发明并不受限于此一电路配置，也不受限于OLED显示设备，亦可以例如是液晶显示设备、电致变色(electro-chromic)显示设备、或其它具有自发光或非自发光显示特性的显示设备。如图2所示，像素单元110可由彼此相交的信号线116和信号线118所定义。信号线116、118例如可以是数据线、扫描线。各个像素单元110可包括至少一个晶体管，例如包括二个晶体管112、114。晶体管112例如是开关晶体管。晶体管114例如是驱动晶体管。晶体管一般包括栅极、栅极绝缘层、半导体通道层、源极以及漏极。晶体管可为底栅型(bottom-gate)、顶栅型(top-gate)、双栅型(dual-gate)、或其它型式的晶体管元件。半导体通道层的材料可包括硅(例如非晶硅、多晶硅、单晶硅、微晶硅、纳米晶硅)、氧化物半导体材料(例如氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锡(ITO)、氧化钛(TiO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(InO)或氧化镓(gallium oxide,GaO))、有机半导体材料、或是其它合适的半导体材料。各个像素单元110可更包括其他常见的用于像素单元的元件，在此不再赘述。
现在请参照图3A～3H，其绘示根据实施例的显示设备的一例示性制造方法。
首先，如图3A所示，提供支撑基板200。根据一些实施例，支撑基板200是是具有高刚硬性、低膨胀系数以及高杨氏系数性质的基板。在本实施例中，支撑基板110例如是无机基板，包括玻璃基板、石英基板、或硅基板，但不以此为限。
接着，形成图案化金属层在支撑基板200上。具体来说，如图3B所示，可先形成金属层202在支撑基板200上。举例来说，可借由溅镀(sputter)或化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition,CVD)方法将金属材料形成在支撑基板200上。金属材料例如可包括例如铝(aluminum)、铂(platinum)、银(silver)、钛(titanium)、钼(molybdenum)、锌(zinc)、锡(tin)等金属或其合金，但不以此为限。再如图3C所示，例如借由湿蚀刻或干蚀刻移除部分金属层202，以形成图案化金属层204在支撑基板200上。在一些实施例中，可如图4所示，先形成辅助脱离层201于支撑基板200上，然后金属层202再形成于辅助脱离层201上。辅助脱离层201例如是由适合的有机材料如聚对二甲苯(parylene)、硅烷(silane)、硅氧烷(siloxane)、有机氟化物、氟硅烷(FAS)、及其组合来形成。举例而言，辅助脱离层201可只有数纳米厚。辅助脱离层201的功能将在后续段落作更进一步的说明。
接下来，如图3D所示，形成凹槽206在支撑基板200对应于未覆盖图案化金属层204处，例如是借由图案化金属层204为屏蔽或是与图案化金属层202步骤相同的屏蔽进行干蚀刻或湿蚀刻而形成。凹槽206具有深度d。举例来说，可借由蚀刻工艺来形成凹槽206，一般常用氟化物做为蚀刻剂，但不以此为限。
接着，如图3E所示，涂布可挠性材料于支撑基板200及图案化金属层204上，该可挠性材料填充入凹槽206中，以形成可挠性基板100。可挠性材料例如聚亚酰胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚酰胺(polyamide,PA)等有机材料其中至少一者，但不以此为限。可挠性基板100具有第一表面102与第二表面104，其中第二表面104面对支撑基板200而第一表面102为相对于支撑基板200的另一面，且第一表面102实质上平坦。可挠性基板100具有第一部分106和第二部分108，第一部分106具有第一厚度t1，第二部分108具有第二厚度t2，第一厚度t1大于第二厚度t2，第二厚度t2和第一厚度t1的差为第三厚度t3。凹槽206的深度d可实质上等于第三厚度t3。第一厚度t1、第二厚度t2、第三厚度t3的较适厚度如前所列，于此不再赘述。图案化金属层204位于可挠性基板100的第二表面104对应第二部分108处。图案化金属层204具有第五厚度t5。在一些实施例中，第五厚度t5大于等于30nm，特别是大于等于100nm。此外，图案化金属层204可能会因形成凹槽206的蚀刻工艺而减薄，但须保留足以在后续步骤中保护将形成于其上方的元件的厚度。
受到可挠性材料本身特性和工艺的影响，在一般的形成可挠性基板的工艺之中，如聚亚酰胺的可挠性材料所形成的膜层的厚度难以降低，例如一般会大于5μm。然而，在此一工艺方法中，凹槽206提供了足够的深度，因此可挠性材料在图案化金属层204上可形成较薄的部分。这有助于将应力中性轴调整到显示设备中须受到保护的元件，例如像素单元110中的晶体管等等。如此一来，便可降低该些元件受到的应力影响。根据一些实施例，第二厚度t2和第五厚度t5的决定可配合应力中性轴的位置调整。在一些实施例中，除了须受到保护的元件之外，可挠性基板100较薄的第二部分108还可对应预定弯折的部分，例如非显示区中的走线区或折迭显示器中遮迭区等部分。
接下来，如图3F所示，形成多个像素单元110在可挠性基板100的第一表面102上。除了像素单元110之外，也可形成其他显示设备的元件。举例来说，可进行数组工艺，其包括形成像素单元110的步骤在内，可形成多个导电层、介电层、阻隔层等等，在此不再赘述。制作可利用包括涂布、沉积、微影、蚀刻、离子植入与高温处理等程序加以实现，但不以此为限。
之后，分离可挠性基板100和支撑基板200。如图3G所示，例如可使用激光208从支撑基板200的下表面照射。在图案化金属层204直接形成在支撑基板200的实施例中，使用激光208从支撑基板200的下表面照射，可能会使得在图案化金属层204和支撑基板200的介面发生反应，例如生成金属氧化物，而有助于支撑基板200的分离。在形成有辅助脱离层201的实施例中，辅助脱离层201帮助支撑基板200的分离。
在前一步骤中，像素单元110中较容易受到后续分离步骤影响的元件，特别是信道层可能会被激光208损坏的晶体管，尤其例如是驱动晶体管，可配置在图案化金属层204上。如此一来，在此步骤中，其便可受到图案化金属层204的保护，而不会被激光208损坏。由于图案化金属层204提供保护效果，可提高分离步骤的工艺容限。以钼或钛形成的图案化金属层204在后续接受308nm的激光分离工艺为例，大于等于
的第五厚度t5即可阻挡大部分的激光(穿透率只有约1％)，当第五厚度t5大于等于
时，激光甚至完全无法通过。借此，可避免激光工艺伤害到晶体管，影响到晶体管的特性。
如图3H所示，分离可挠性基板100和支撑基板200之后，图案化金属层204保留在可挠性基板100的第二表面104上的部分成为前述至少一图案化金属层120。图案化金属层120位于对应第二部分108处。图案化金属层120具有第四厚度t4。第四厚度t4约等于第五厚度t5，之间可能有差异的原因是或许有部分图案化金属层204会因分离程序而消耗移除。第四厚度t4小于第三厚度t3。
在本发明所提供的显示设备及其制造方法中，由于为了减少元件受到的应力影响而减薄的是可挠性基板，因此能够避免工艺复杂化、由于高低差而导致的工艺不均匀性、阻气阻水效果的下降、和演色性与电性等性质的恶化等问题。
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 (10)
1.一种显示设备，其特征在于，包括：
一可挠性基板，具有平坦的一第一表面及相对该第一表面的一第二表面，且该可挠性基板包含一第一部分和一第二部分，该第一部分具有一第一厚度，该第二部分具有一第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度，该第二厚度和该第一厚度的差为一第三厚度；
多个像素单元，配置于该可挠性基板的该第一表面并且对应于该可挠性基板的该第二部分；以及
一图案化金属层，配置于该可挠性基板的该第二表面对应该第二部分处，并对应于该像素单元的位置，该图案化金属层具有一第四厚度，且该第三厚度大于该第四厚度，该第四厚度和该第三厚度的差大于1μm且小于25μm，且该第四厚度小于1μm但大于等于30nm。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该可挠性基板的材料包括聚亚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、和聚酰胺其中至少一者。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第二厚度和该第一厚度的比值大于10％且小于50％。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该可挠性基板的该第二部分对应非显示区中的走线区或折迭显示器中遮迭区。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第一厚度大于5μm且小于50μm。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第二厚度大于2μm且小于10μm。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该些像素单元包括至少一晶体管，该至少一晶体管对应该第二部分设置。
8.一种显示设备的制造方法，其特征在于，包括：
提供一支撑基板；
形成一图案化金属层在该支撑基板上；
形成一凹槽在该支撑基板对应于未覆盖该图案化金属层处；
涂布一可挠性材料于该支撑基板及该图案化金属层上，该可挠性材料填充入该凹槽中，以形成一可挠性基板，其中该可挠性基板具有一第一表面以及一相对的第二表面，该第二表面面对于该支撑基板且该第一表面平坦，该可挠性基板具有一第一部分和一第二部分，该第一部分具有一第一厚度，该第二部分具有一第二厚度，该第一厚度大于该第二厚度，该第二厚度和该第一厚度的差为一第三厚度，该图案化金属层位于对应该第二部分处，且该图案化金属层具有一第四厚度，该第三厚度大于该第四厚度，该第四厚度和该第三厚度的差大于1μm且小于25μm，该第四厚度小于1μm但大于等于30nm；
形成多个像素单元在该可挠性基板的该第一表面上，该像素单元对应于该可挠性基板的该第二部分并对应与该图案化金属层的位置相对应；以及
使用激光从该支撑基板的下表面照射以分离该可挠性基板和该支撑基板，其中该图案化金属层保留在该可挠性基板的该第二表面上。
9.根据权利要求8所述的显示设备的制造方法，其特征在于，该凹槽的深度等于该第三厚度。
10.根据权利要求8所述的显示设备的制造方法，其特征在于，更包含：
形成一辅助脱离层于该支撑基板上，其中该图案化金属层系形成于该辅助脱离层上。
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