TW201933301A - 可撓性顯示器及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供可撓性顯示器的製造方法以及可撓性顯示器。本發明提供可撓性顯示器的製造方法包括以下步驟，於一載板上形成第一可撓性材料層，在第一可撓性材料層上形成圖案化緩衝層，在圖案化緩衝層上形成第二可撓性材料層，在第二可撓性材料層上形成畫素陣列。

Description

可撓性顯示器及其製造方法

本發明是有關於一種顯示器及其製造方法，且特別是有關於一種可撓性顯示器及其製造方法。

隨著携帶式顯示器被廣泛地應用，針對可撓性顯示器之開發也越趨積極，以實現於不同曲面下仍可顯示的目的。一般來說，可撓性顯示器所使用的基板為可撓性基板，然而，可撓性基板在阻水氧上的表現不佳，經長期使用下，環境中的水氣或氧氣會進入可撓性顯示器內部，使得可撓性顯示器易產生短路而造成顯示異常的問題。

為了提升可撓性基板的阻水氧表現，可撓性基板可由兩個可撓性基材及夾設於其間的緩衝層所構成。然而，由於緩衝層的氣密性較佳，故熱處理製程所產生之氣泡易形成於部分緩衝層與下層可撓性基材之間，致使上層可撓性基材被氣泡頂起而於部分表面產生突起的問題，進而造成可撓性顯示器的製程良率下降。

本發明之至少一實施例提供一種製造可撓性顯示器的方法，其可提升可撓性顯示器的製程良率。

本發明之至少一實施例提供一種可撓性顯示器，其可提升製程良率。

本發明之至少一實施例的製造可撓性顯示器的方法包括以下步驟。於載板上形成第一可撓性材料層。於第一可撓性材料層上形成圖案化緩衝層。於圖案化緩衝層上形成第二可撓性材料層。於第二可撓性材料層上形成畫素陣列。

本發明之至少一實施例的可撓性顯示器包括第一可撓性材料層、圖案化緩衝層、第二可撓性材料層以及畫素陣列。圖案化緩衝層位於第一可撓性材料層上，其中圖案化緩衝層具有至少一凹槽。第二可撓性材料層位於圖案化緩衝層上。畫素陣列位於第二可撓性材料層上。

基於上述，本發明之至少一實施例提供的製造可撓性顯示器的方法以及可撓性顯示器能增加氣體逸散路徑，以改善氣泡所導致之表面突起的問題，進而增加可撓性顯示器的製程良率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下將參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。另外，實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1A至圖1D為依照本發明一實施之可撓性顯示器的製造方法的剖面示意圖。圖2為依照本發明一實施例的圖案化緩衝層的俯視圖。圖3為依照本發明另一實施例的圖案化緩衝層的俯視圖。圖4為依照本發明又一實施例的圖案化緩衝層的俯視圖。圖5是依照本發明另一實施例的可撓性顯示器的剖面示意圖。

請參照圖1A，於載板100上形成第一可撓性材料層110。在一些實施例中，載板100可為硬質基板（rigid substrate），其在製造過程中不易受外力影響而變形，如此可使得形成於載板100上的第一可撓性材料層110具有良好的平坦度，使得後續形成於第一可撓性材料層110上之膜層具有良好的穩定性。載板100的材料可以是玻璃、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、不銹鋼板或其組合。第一可撓性材料層110的材料例如是聚亞醯胺（polyimide，PI）。第一可撓性材料層110的形成方法例如是狹縫塗佈法（slit coating）、旋塗法（spin coating）或其組合。

請參照圖1B，於第一可撓性材料層110上形成圖案化緩衝層120。圖案化緩衝層120具有至少一凹槽122。在本實施例中，圖案化緩衝層120的凹槽122暴露出第一可撓性材料層110，但本發明不以此為限。在其他實施例中，圖案化緩衝層120的凹槽122也可未暴露出第一可撓性材料層110（如圖5所示）。圖案化緩衝層120的材料可以是無機材料，例如氧化矽（SiO_x ）、氮化矽（SiN_x ）或其組合。圖案化緩衝層120的厚度例如是大於或等於1000 Å且小於或等於10000Å，較佳係為大於或等於4000 Å且小於或等於7000 Å。在一些實施例中，圖案化緩衝層120的形成方法可以是先於第一可撓性材料層110上形成緩衝層（未繪示），之後再對上述的緩衝層進行圖案化製程，以形成具有凹槽122的圖案化緩衝層120。上述緩衝層的形成方法例如是化學氣相沉積法（CVD）、原子層沉積法（ALD）或其組合。在一些實施例中，可採用微影蝕刻的方式來對緩衝層進行圖案化製程，但本發明並不以此為限。在一些實施例中，圖案化緩衝層120可包括多個陣列排列的凹槽122，以構成網狀圖案（如圖2所示）。在另一些實施例中，圖案化緩衝層120也可包括構成環狀圖案的單一凹槽122（如圖3所示）。

除此之外，在另一些實施例中，當圖案化緩衝層120的材料為氧化矽的情況下，上述緩衝層可採用化學氣相沉積製程來形成，其中化學氣相沉積製程中通入的氣體可包括一氧化二氮（N₂ O）與矽烷（SiH₄ ），之後，進行熱處理製程時便產生類似裂痕的凹槽122（如圖4所示），以形成圖案化緩衝層120。

另外，在圖案化緩衝層120的材料為氮化矽的情況下，化學氣相沉積製程中通入的氣體可包括氮氣（N₂ ）、氨氣（NH₃ ）與矽烷（SiH₄ ），之後，進行熱處理製程時便產生類似裂痕的凹槽122（如圖4所示），以形成圖案化緩衝層120。

請參照圖1C，在圖案化緩衝層120上形成第二可撓性材料層130。第二可撓性材料層130的材料例如是聚亞醯胺（PI）。第二可撓性材料層130的形成方法例如是旋塗法。在本實施例中，可撓性基板FS可以是由第一可撓性材料層110、圖案化緩衝層120以及第二可撓性材料層130所構成（例如PI/SiO_x /PI或是PI/SiN_x /PI），如此可藉由具良好阻水氧特性的圖案化緩衝層120來避免環境中的水氣或氧氣進入可撓性顯示器內部（例如後續形成於第二可撓性材料層130上的膜層或元件）。

除此之外，由於圖案化緩衝層120具有至少一個凹槽122，故熱處理製程（例如活化製程、去氫製程或是熱固化製程等）所產生之氣體可從凹槽122處逸散而不易累積於第一可撓性材料層110和圖案化緩衝層120之間，藉此改善第二可撓性材料層130之部分表面突起的問題。也就是說，圖案化緩衝層120的凹槽122可增加氣體逸散路徑，以改善氣泡所導致之表面突起的問題，進一步提升製程良率。

在一些實施例中，熱處理製程所產生之氣泡係由環境中的微粒所造成（微粒例如源自機台的金屬碎屑材料，其材料包括鐵、鎳、鉻等元素）。舉例來說，微粒具有一個或是多個孔隙，而氣體會儲存於微粒的孔隙中，因此在進行熱處理製程時，微粒孔隙中的氣體會膨脹並從孔隙中擴散出來，隨著熱處理製程的次數增加，從微粒孔隙中擴散出來的氣體也越來越多，在此情況下，由於圖案化緩衝層120具有良好的阻水氧特性，當氣體累積至一定程度時，若氣體經由凹槽122逸散至第二可撓性材料層130的話，就不易於在圖案化緩衝層120以及第一可撓性材料層110之間產生氣泡，使得該處的圖案化緩衝層120不會產生向上突起的現象，進而避免位於其上之第二可撓性材料層130的表面處產生突起的問題。

接著，在第二可撓性材料層130上形成畫素陣列140，以於載板100上形成可撓性顯示器150。在本實施例中，子畫素陣列140可以是有機發光二極體（OELD）畫素陣列，但本發明不以此為限。畫素陣列140可包括多個閘極線、資料線和子畫素，各子畫素可分別與畫素陣列104中對應的閘極線以及對應的資料線電性連接，但本發明不以此為限。

請同時參照圖1C與圖1D，於形成畫素陣列140之後，可選擇性地利用雷射分離法分離載板100與第一可撓性材料層110，但本發明不以此為限。在其他實施例中，也可以使用其他適合的方式來分離載板100與第一可撓性材料層110。

基於上述，在本發明的一實施例中，製造可撓性顯示器150的方法可增加氣體逸散路徑，以改善氣泡所導致之表面突起的問題，進而增加可撓性顯示器150的製程良率。

以下，將藉由圖1D來說明本實施例的可撓性顯示器。此外，本實施例的可撓性顯示器雖然是以上述製造方法進行製造，但本發明不限以此。

可撓性顯示器150包括第一可撓性材料層110、圖案化緩衝層120、第二可撓性材料層130以及畫素陣列140。圖案化緩衝層120位於第一可撓性材料層110上，其中圖案化緩衝層120具有至少一凹槽122。第二可撓性材料層130位於圖案化緩衝層120上。畫素陣列140位於第二可撓性材料層130上。在本實施例中，凹槽122可暴露第一可撓性材料層110，但本發明不限以此。

基於上述，在本發明的一實施例中，由於可撓性顯示器150的圖案化緩衝層120具有至少一凹槽122，故可增加氣體逸散路徑，以改善氣泡所導致之表面突起的問題，進而增加可撓性顯示器的製程良率。

下文將參照實驗例1和比較例1更具體地描述本發明的特徵。雖然描述了以下實施例，但是在不逾越本發明範疇之情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應由下文所述之實施例對本發明作出限制性地解釋。

實驗例 1

製備實驗例1的圖案化緩衝層所使用之化學氣相沉積製程的參數資訊如下所示。

緩衝層材料：氧化矽

功率：200 W

壓力：1700 mtorr

N₂ O氣體流量：13500 sccm

SiH₄ 氣體流量：450 sccm

比較例 1

製備比較例1的圖案化緩衝層所使用之化學氣相沉積製程的參數資訊如下所示。

緩衝層材料：氧化矽

功率：850 W

壓力：1350 mtorr

N₂ O氣體流量：9000 sccm

SiH₄ 氣體流量：155 sccm

實驗 1

對實驗例1和比較例1進行薄膜應力測試，而上述「薄膜應力」可依據下述方法來計算。分別將實驗例1和比較例1沉積於矽晶圓基板上：分別量測出實驗例1沉積於矽晶圓基板前及後之曲率半徑並根據上述曲率半徑的差異而計算出實驗例1的薄膜應力；分別量測出比較例1沉積於矽晶圓基板前及後之曲率半徑並根據上述曲率半徑的差異而計算出比較例1的薄膜應力，上述曲率半徑舉例可藉由FLX-2320-S（商品名稱，Toho Technology財團法人製造）來量測。實驗結果整理於以下的表1中。

[表1]

由表1可知，經調控沉積緩衝層（氧化矽）的製程參數後，實驗例1及比較例1具有不同的薄膜應力，而實驗例1具有之薄膜應力有助於後續熱處理製程中使緩衝層產生凹槽。

實驗 2

圖6A、圖6B、圖6C和圖6D為依照本發明實驗例1的圖案化緩衝層以光學顯微鏡下所觀察到的部分區域圖。在實驗2中，對上述實施例1的緩衝層進行熱處理製程後，以光學顯微鏡觀察其表面後發現，其表面的確會產生類似裂痕的凹槽，而比較例1經後續熱處理製程後並不會產生類似裂痕的凹槽，故本案之凹槽可經由調控製程參數及進行熱處理製程產生。

綜上所述，在依本發明的一實施例的可撓性顯示器及製造可撓性顯示器的方法中，由於圖案化緩衝層夾設於第一可撓性材料層和第二可撓性材料層之間，故可提升可撓性顯示器的阻水氧特性。另外，由於圖案化緩衝層具有至少一個凹槽，故可增加額外氣體逸散路徑，致使在後續熱處理製程中，氣體不會累積於膜層之間而產生氣泡，藉此改善氣泡所導致之膜層表面突起的問題，進而增加可撓性顯示器的製程良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧載板

110‧‧‧第一可撓性材料層

120‧‧‧圖案化緩衝層

122‧‧‧凹槽

130‧‧‧第二可撓性材料層

140‧‧‧畫素陣列

150‧‧‧可撓性顯示器

FS‧‧‧可撓性基板

圖1A至圖1D為依照本發明一實施例之可撓性顯示器的製造方法的剖面示意圖。 圖2為依照本發明一實施例的圖案化緩衝層及第一可撓性材料層的俯視圖。 圖3為依照本發明另一實施例的圖案化緩衝層及第一可撓性材料層的俯視圖。 圖4為依照本發明又一實施例的圖案化緩衝層的俯視圖。 圖5是依照本發明另一實施例的可撓性顯示器的剖面示意圖。 圖6A、圖6B、圖6C和圖6D為依照本發明實施例1的圖案化緩衝層以光學顯微鏡下所觀察到的部分區域圖。

Claims (10)

1. 一種製造可撓性顯示器的方法，包括： 於一載板上形成一第一可撓性材料層； 於該第一可撓性材料層上形成一圖案化緩衝層； 於該圖案化緩衝層上形成一第二可撓性材料層；以及 於該第二可撓性材料層上形成一畫素陣列。
2. 如申請專利範圍第1項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該圖案化緩衝層具有至少一凹槽。
3. 如申請專利範圍第2項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該至少一凹槽暴露該第一可撓性材料層。
4. 如申請專利範圍第2項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該至少一凹槽構成一環狀圖案。
5. 如申請專利範圍第2項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該至少一凹槽包括多個凹槽，該些凹槽構成一網狀圖案。
6. 如申請專利範圍第1項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該圖案化緩衝層的材料包括氧化矽，且該圖案化緩衝層的厚度大於等於4000 Å且小於等於7000 Å。
7. 如申請專利範圍第1項所述的製造可撓性顯示器的方法，其中該圖案化緩衝層的材料包括氮化矽，且該圖案化緩衝層的厚度大於等於4000 Å且小於等於7000 Å。
8. 如申請專利範圍第1項所述的製造可撓性顯示器的方法，更包括： 在形成該畫素陣列之後，利用一雷射分離法分離該載板與該第一可撓性材料層。
9. 一種可撓性顯示器，包括： 一第一可撓性材料層； 一圖案化緩衝層，位於該第一可撓性材料層上，其中該圖案化緩衝層具有至少一凹槽； 一第二可撓性材料層，位於該圖案化緩衝層上；以及 一畫素陣列，位於該第二可撓性材料層上。
10. 如申請專利範圍第9項所述的可撓性顯示器，其中該至少一凹槽暴露該第一可撓性材料層。