CN111081685A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，包括一基板、一电路层、多个发光元件、一第一图案化吸光层及一第二图案化吸光层。电路层配置于基板上，这些发光元件分布于电路层上。第一图案化吸光层配置于电路层上，且位于这些发光元件旁。第二图案化吸光层配置于第一图案化吸光层上。第二图案化吸光层的厚度大于第一图案化吸光层的厚度，且在相同厚度下第一图案化吸光层的光密度大于第二图案化吸光层的光密度。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，色彩饱和度与对比更佳的自发光显示器逐渐受到重视。自发光显示器例如为有机发光二极管显示器(organic light-emitting diode display,OLED display)或微型发光二极管显示器(micro-light-emitting-diode display,micro-LED display)。
自发光显示器的一个子像素就是一颗如微型发光二极管的发光元件，而发光元件所发出的侧向光容易对周围的像素形成干扰，此现象可称为串扰(crosstalk)。为了有效抑制串扰现象，发展出在每一颗发光元件周围形成黑色矩阵(black matrix)的方法，以吸收发光元件所发出的侧向光。
黑色矩阵的制作一般是利用微影制程对吸光光刻胶加工来实现。然而，当将吸光光刻胶形成于发光元件周围的电路层上以后，利用光源发出光线照射吸光光刻胶以进行曝光时，吸光光刻胶下方的电路层容易反射光线而使得吸光光刻胶的曝光范围变得不精准，进而造成之后的显影不佳的问题。
另一方面，若为了避免电路层反射太多光线，而将光源所发出的光线的光强度调低时，则光线易被吸光光刻胶吸收而较少抵达吸光光刻胶的底部。如此一来，吸光光刻胶在显影时欲留下来的部分(即曝光的部分)易从底部剥离，进而导致制程的失败或结构的不稳定。
发明内容
本发明提供一种显示装置，其具有稳定的结构及精准的发光区域，且由于其结构能有效提升制程良率，而使其可以具有较低的成本。
本发明的一实施例提出一种显示装置，包括一基板、一电路层、多个发光元件、一第一图案化吸光层及一第二图案化吸光层。电路层配置于基板上，这些发光元件分布于电路层上。第一图案化吸光层配置于电路层上，且位于这些发光元件旁。第二图案化吸光层配置于第一图案化吸光层上。第二图案化吸光层的厚度大于第一图案化吸光层的厚度，且在相同厚度下第一图案化吸光层的光密度(optical density)大于第二图案化吸光层的光密度。
在本发明的实施例的显示装置中，由于采用了第一图案化吸光层与第二图案化吸光层，其中第一图案化吸光层的厚度小于第二图案化吸光层的厚度，且在相同厚度下第一图案化吸光层的光密度大于第二图案化吸光层的光密度，因此当制作第二图案化吸光层而进行曝光时，第一图案化吸光层可以有效阻挡曝光源的光线抵达电路层而被电路层反射。如此一来，电路层反射光线而造成曝光区域不精确的问题或是因底部曝光不够而导致第二图案化吸光层剥离的现象便能够被有效地避免。如此一来，本发明的实施例的显示装置便能够具有稳定的结构及精准的发光区域。此外，本发明的实施例的显示装置的结构更能有效提升制程良率，进而使显示装置的制作成本降低。
附图说明
图1为本发明的一实施例的显示装置的局部剖面示意图；
图2为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图；
图3A至图3D示出图1的显示装置的黑色矩阵的制作过程的局部剖面示意图；
图4为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图；
图5为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图。
附图标号说明：
50：光罩
60：曝光光线
100、100’、100b、100c：显示装置
110：基板
120：电路层
130、130’：发光元件
140：第一图案化吸光层
150：第二图案化吸光层
150a：吸光光刻胶材料
160、160’：第三图案化吸光层
170、172、174：量子点层
P：开口
T1、T2、T3、T4：厚度
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的显示装置的局部剖面示意图。请参照图1，本实施例的显示装置100包括一基板110、一电路层120、多个发光元件130、一第一图案化吸光层140及一第二图案化吸光层150。基板110例如是显示装置100的底板，例如为玻璃基板。然而，在其他实施例中，基板110也可以是硅基板或其他材质的基板。电路层120配置于基板110上。举例而言，电路层120例如是显示面板的薄膜晶体管(thin film transistor,TFT)电路层，其可包括多个薄膜晶体管及分别与其电性连接的多条扫描线(scan line)与数据线(dataline)或还包括其他驱动线路(例如电源线(power line)等。在本实施例中，电路层120例如是金属电路层。这些发光元件130分布于电路层120上，且与电路层120电性连接。在本实施例中，这些发光元件130例如是微型发光二极管(micro LED)，例如是微型发光二极管晶粒，其包含堆叠的N型半导体层、发光层及P型半导体层。然而，在其他实施例中，这些发光元件130也可以是有机发光二极管(OLED)或其他适当的发光元件。每一个发光元件130可形成一个子像素，且这些发光元件130可在基板110上排列成各种形式的二维矩阵而形成阵列排列的多个显示像素，以使这些发光元件130发光时可以形成显示画面。
第一图案化吸光层140配置于电路层120上，且位于这些发光元件130旁。在本实施例中，至少部分的第一图案化吸光层140位于这些发光元件130之间。举例而言，第一图案化吸光层140可以围绕每一个发光元件130的四周。第二图案化吸光层150配置于第一图案化吸光层140上。在本实施例中，至少部分的第二图案化吸光层150位于这些发光元件130之间，例如第二图案化吸光层150围绕每一个发光元件130的四周。第一图案化吸光层140与第二图案化吸光层150可作为显示装置100的黑色矩阵，以抑制相邻两发光元件130之间的串扰问题。
在本实施例中，第二图案化吸光层150的厚度T2大于第一图案化吸光层140的厚度T1，且在相同厚度下第一图案化吸光层140的光密度大于第二图案化吸光层150的光密度。光密度越高，对照射其上的光线的吸光率越高。光密度等于1时，对于照射其上的光线的吸光率为90％，也就是有10％的光线可以穿透，即穿透率为10％。光密度等于2时，对于照射其上的光线的吸光率为99％，而穿透率为1％。光密度等于3时，对于照射其上的光线的吸光率为99.9％，而穿透率为0.1％。光密度等于4时，对于照射其上的光线的吸光率为99.99％，而穿透率为0.01％，以此类推。在本实施例中，第一图案化吸光层140的光密度大于3，而第二图案化吸光层150的光密度大于2。第一图案化吸光层140的材质例如是吸光光刻胶或氧化金属，第二图案化吸光层150的材质例如是吸光光刻胶。
此外，在本实施例中，第一图案化吸光层140的厚度T1小于2微米，第二图案化吸光层150的厚度T2大于5微米。发光元件130为微型发光二极管，其厚度T4约为5微米至10微米，也就是第一图案化吸光层140的厚度T1小于这些发光元件130的厚度T4，但第一图案化吸光层140的厚度T1与第二图案化吸光层150的厚度T2加起来大于发光元件130的厚度T4。
图2为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图。请参照图2，本实施例的显示装置100’类似于图1的显示装置100，而两者的差异如下所述。本实施例的显示装置100’的发光元件130’为有机发光二极管，第一图案化吸光层140的厚度T1大于这些发光元件130的厚度T4。其中，发光元件130的厚度T4约为100纳米至500纳米。
图3A至图3D示出图1的显示装置的黑色矩阵的制作过程的局部剖面示意图，为了附图的简洁性，这些图都只画了包含一个发光元件130的局部区域，而实际上的显示装置是会有多个发光元件130，如图1所示出。请先参照图3A，首先，先在基板110上制作电路层120，然后再将发光元件130贴附于电路层120上。接着，如图3B所示出，在发光元件130的周围形成第一图案化吸光层140，形成的方式可以是微影制程或涂布制程。
然后，如图3C所示出，在基板110、电路层120、发光元件130及第一图案化吸光层140上整面涂布吸光光刻胶材料150a。之后，如图3D所示出，透过光罩50对吸光光刻胶材料150a照射曝光光线60，以对吸光光刻胶材料150a进行特定区域(例如预定形成图1的第二图案化吸光层150的区域)的曝光。此时，第一图案化吸光层140因为吸光能力较佳，所以可以避免曝光光线60传递至电路层120而被电路层120反射，进而改善因反射光导致吸光光刻胶材料150a曝光范围不精确的问题。在本实施例中，曝光光线60例如是紫外光。然而，在其他实施例中，曝光光线60也可以是可见光，曝光光线60所选的波段视采用的吸光光刻胶材料而定。
最后，对吸光光刻胶材料150a进行显影，则吸光光刻胶材料150a中被曝光光线60照射到的部分便可以留下来，而成为第二图案化吸光层150。换言之，第二图案化吸光层150是以微影制程所制作。
在本实施例的显示装置100中，由于采用了第一图案化吸光层140与第二图案化吸光层150，其中第一图案化吸光层140的厚度T1小于第二图案化吸光层150的厚度T2，且在相同厚度下第一图案化吸光层140的光密度大于第二图案化吸光层150的光密度，因此当制作第二图案化吸光层150而进行曝光时，第一图案化吸光层140可以有效阻挡曝光源的光线抵达电路层120而被电路层反射。如此一来，电路层120反射光线而造成曝光区域不精确的问题或是因底部曝光不够而导致第二图案化吸光层150剥离的现象便能够被有效地避免。如此一来，本实施例的显示装置100便能够具有稳定的结构及精准的发光区域。此外，本实施例的显示装置100的结构更能有效提升制程良率，进而使显示装置100的制作成本降低。
图4为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图。请参照图4，本实施例的显示装置100b类似于图1的显示装置100，而两者的差异如下所述。本实施例的显示装置100b还包括一第三图案化吸光层160，配置于第二图案化吸光层150上。第二图案化吸光层150与第三图案化吸光层160具有多个暴露出这些发光元件130的开口P。在本实施例中，显示装置100b还包括多个量子点层(quantum dot layer)170，分别配置于至少部分的这些发光元件130上，例如这些量子点层170配置于至少部分的这些开口P中。举例而言，发光元件130例如是可以发出蓝光，而量子点层170可分为可将蓝光转换为红光的量子点层172，及可将蓝光转换为绿光的量子点层174。通过在部分的这些发光元件130上配置量子点层172，另一部分的这些发光元件130上配置量子点层174，而其余的这些发光元件130上不配置量子点层，则可形成红、绿及蓝等三色的子像素，以形成彩色画面。然而，在另一实施例中，发光元件130也可以是发出紫外光，而每一发光元件130上皆配置量子点层，且这些量子点层可分为把紫外光转换成红光、绿光及蓝光的量子点层，如此亦可形成彩色画面。或者，在其他实施例中，亦可以采用产生其他光色的量子点层，或发出其他光色的发光元件，本发明并不以此为限。
在本实施例中，第三图案化吸光层160的厚度T3大于第一图案化吸光层140的厚度T1。此外，在本实施例中，在相同厚度下第一图案化吸光层140的光密度大于第三图案化吸光层160的光密度。第三图案化吸光层160可采用与第二图案化吸光层150相同或相似的材料或厚度，但本发明不以此为限。
此外，图1的显示装置100的至少部分的这些发光元件130上也可以配置如图4的量子点层170，以形成其他实施例。
图5为本发明的另一实施例的显示装置的局部剖面示意图。请参照图5，本实施例的显示装置100c类似于图4的显示装置100b，而两者的差异如下所述。本实施例的显示装置100c的一第三图案化吸光层160’是内缩设置于第二图案化吸光层150上，避免第二图案化吸光层150与第三图案化吸光层160’的堆叠结构形成底切(undercut)。可确保开口P中的量子点层170充填较佳。设计第三图案化吸光层160与第二图案化吸光层150一样宽度，若是曝光对准时稍有偏移，就容易导致第三图案化吸光层160有一边突出于第二图案化吸光层150，会造成良率降低。而在本实施例中，第三图案化吸光层160’是内缩设置于第二图案化吸光层150上，而使第三图案化吸光层160’的宽度略小于第二图案化吸光层150的宽度，则可有效提高对曝光误差的容忍度。
综上所述，在本发明的实施例的显示装置中，由于采用了第一图案化吸光层与第二图案化吸光层，其中第一图案化吸光层的厚度小于第二图案化吸光层的厚度，且在相同厚度下第一图案化吸光层的光密度大于第二图案化吸光层的光密度，因此当制作第二图案化吸光层而进行曝光时，第一图案化吸光层可以有效阻挡曝光源的光线抵达电路层而被电路层反射。如此一来，电路层反射光线而造成曝光区域不精确的问题或是因底部曝光不够而导致第二图案化吸光层剥离的现象便能够被有效地避免。如此一来，本发明的实施例的显示装置便能够具有稳定的结构及精准的发光区域。此外，本发明的实施例的显示装置的结构更能有效提升制程良率，进而使显示装置的制作成本降低。

Claims (13)

1.一种显示装置，包括：
基板；
电路层，配置于所述基板上；
多个发光元件，分布于所述电路层上；
第一图案化吸光层，配置于所述电路层上，且位于所述多个发光元件旁；以及
第二图案化吸光层，配置于所述第一图案化吸光层上，其中所述第二图案化吸光层的厚度大于所述第一图案化吸光层的厚度，且在相同厚度下所述第一图案化吸光层的光密度大于所述第二图案化吸光层的光密度。
2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括多个量子点层，分别配置于部分的所述多个发光元件上。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述多个发光元件为微型发光二极管。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中至少部分的所述第一图案化吸光层位于所述多个发光元件之间。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一图案化吸光层的厚度小于2微米。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一图案化吸光层的光密度大于3。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第二图案化吸光层的厚度大于5微米。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第二图案化吸光层的光密度大于2。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一图案化吸光层的厚度小于所述多个发光元件的厚度。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述多个发光元件为有机发光二极管。
11.根据权利要求2所述的显示装置，还包括第三图案化吸光层，配置于所述第二图案化吸光层上，其中所述第二图案化吸光层与所述第三图案化吸光层具有多个暴露出所述多个发光元件的开口，且所述多个量子点层配置于所述多个开口中。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中所述第三图案化吸光层的厚度大于所述第一图案化吸光层的厚度。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中在相同厚度下所述第一图案化吸光层的光密度大于所述第三图案化吸光层的光密度。
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