TW202121680A - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置及其製造方法。顯示裝置包括第一基板、第二基板、多條第一訊號線、多條第二訊號線、第一絕緣層、多個主動元件、顯示介質層以及多個超音波換能器。第一絕緣層位於第一訊號線以及第二訊號線之間。多個空腔位於第一絕緣層中。第一絕緣層具有位於空腔上的多個薄膜。各超音波換能器包括第一電極以及第二電極。第一電極與第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第二電極與第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第一與第二電極之間夾有空腔中對應的一者以及薄膜中對應的一者。

Description

顯示裝置及其製造方法
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於包括超音波換能器的顯示裝置及其製造方法。
目前，指紋辨識裝置常被使用於個人用電子產品中。舉例來說，手機以及平板電腦等電子產品都會附帶指紋辨識裝置，以確保用戶的個人隱私不會輕易洩漏。
在現有技術中，電容式觸控感應裝置或光學式指紋辨識感應裝置時常被結合至手機以及平板電腦等具有顯示功能的顯示裝置中。然而，電容式觸控感應裝置會影響顯示裝置的穿透率，而光學式指紋辨識感應裝置則會影響顯示裝置的開口率，使顯示裝置的顯示品質下降。
本發明提供一種顯示裝置，可以減少超音波換能器對顯示裝置厚度所造成的影響。
本發明提供一種顯示裝置的製造方法，可以減少超音波換能器對顯示裝置厚度所造成的影響。
本發明的一實施例提供一種顯示裝置。顯示裝置包括第一基板、第二基板、多條第一訊號線、多條第二訊號線、第一絕緣層、多個主動元件、顯示介質層以及多個超音波換能器。第一訊號線以及第二訊號線位於第一基板上。第一絕緣層位於第一訊號線以及第二訊號線之間。多個空腔位於第一絕緣層中。第一絕緣層具有位於空腔上的多個薄膜。主動元件電性連接第一訊號線以及第二訊號線。顯示介質層位於第一基板與第二基板之間。超音波換能器位於第一基板與第二基板之間，其中各超音波換能器包括第一電極以及第二電極。第一電極與第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第二電極與第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第一電極與第二電極之間夾有空腔中對應的一者以及薄膜中對應的一者。
本發明的一實施例提供一種顯示裝置的製造方法，包括以下步驟：提供第一基板；形成第一導電層於第一基板上，其中第一導電層包括多條第一訊號線以及連接第一訊號線的多個第一電極；形成多個犧牲材料層於第一電極上；形成第一絕緣材料層以覆蓋第一訊號線、第一電極以及犧牲材料層；形成第二導電層於第一絕緣材料層上，其中第二導電層包括多條第二訊號線以及連接第二訊號線的多個第二電極；圖案化第一絕緣材料層，以形成包括多個開口的第一絕緣層，其中開口暴露出犧牲材料層，且第一絕緣層具有位於犧牲材料層上的多個薄膜；移除犧牲材料層以於第一絕緣層中形成多個空腔，其中第一電極與第二電極之間夾有空腔以及薄膜；形成鈍化層於第二導電層以及第一絕緣層上；形成顯示介質層於鈍化層上；以及覆蓋第二基板於顯示介質上。
以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解的是，這些實務上的細節不應用被以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知的結構與元件在圖式中將省略或以簡單示意的方式為之。
在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同或類似的元件。在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者所述元件與所述另一元件中間可以也存在其他元件。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，所述元件與所述另一元件中間不存在其他元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，二元件互相「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。
應當理解，儘管術語「第一」與「第二」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。
本文使用的術語僅僅是為了描述本發明特定的實施例，而不是用來限制本發明。舉例來說，本文使用的「一」、「一個」和「該」並非限制元件為單數形式或複數形式。本文使用的「或」表示「及/或」。如本文所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」或「包含」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域、整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。
此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則原本被描述為在元件的「下」側的其他元件將變成被定向在元件的「上」側。因此，取決於附圖的特定取向，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為原本在元件「下」或「下方」的其他元件將變成被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下」或「下方」可以包括上方和下方的取向。
本文使用的「約」或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的「約」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
圖1A至圖1I是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。圖2是圖1I的顯示裝置的上視示意圖。其中圖1A至圖1I例如對應了圖2中線aa’以及bb’的位置。
請參考圖1A，提供第一基板SB1。第一基板SB1之材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料（例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷或其它可適用的材料）或是其它可適用的材料。若使用導電材料或金屬時，則在第一基板SB1上覆蓋一層絕緣層（未繪示），以避免短路問題。
形成第一導電層M1於第一基板SB1上。第一導電層M1包括多條第一訊號線GD（繪於圖2）以及連接第一訊號線GD的多個第一電極E1。在本實施例中，第一導電層M1更包括電性連接第一訊號線GD（繪於圖2）的多個閘極G，且第一電極E1、閘極G與第一訊號線GD屬於同膜層。在本實施例中，第一電極E1電性連接至對應的閘極G以及對應的第一訊號線GD。
第一導電層M1可為單層或多層結構，其材質例如包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述之組合或其他導電材料。
第一導電層M1的厚度T1例如介於1000埃至8000埃。
形成多個犧牲材料層SC於第一電極E1上。在本實施例中，犧牲材料層SC垂直投影於第一基板SB1的面積小於第一電極E1垂直投影於第一基板SB1的面積。換句話說，在本實施例中，犧牲材料層SC的整個底面都與第一電極E1接觸。
犧牲材料層SC的材質例如包括金屬材料（例如銅、鎳、鋁、鉬、鉻或上述材料之組合）、氧化矽、金屬氧化物（例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物或其組合）、有機材料（例如光阻）或其他適合材料。
請參考圖1B，形成第一絕緣材料層I1以覆蓋第一導電層M1。在本實施例中，第一絕緣材料層I1覆蓋第一電極E1、閘極G與第一訊號線GD以及犧牲材料層SC。
第一絕緣材料層I1的材質例如包括氮化矽（SiNx、Si3 N4 ）、氧化矽（SiOx）、氮化鋁（AlN）、氧化鋁（Al2 O3 ）、氧化鉿（HfO2 ）、光阻或其他適合材料。
第一絕緣材料層I1的厚度T2例如介於1000埃至8000埃。
請參考圖1C，形成重疊於閘極G的通道層CH，其中至少部分第一絕緣材料層I1位於閘極G與通道層CH之間。
通道層CH為單層或多層結構，其包含非晶矽、多晶矽、微晶矽、單晶矽、有機半導體材料、氧化物半導體材料（例如：銦鋅氧化物、銦鎵鋅氧化物或是其它合適的材料或上述之組合）或其它合適的材料或含有摻雜物（dopant）於上述材料中或上述之組合。
形成第二導電層M2於第一絕緣材料層I1上。第二導電層M2包括多條第二訊號線SD（繪於圖2）以及連接第二訊號線SD的多個第二電極E2。在本實施例中，第二導電層M2更包括電性連接通道層CH的多個源極S以及多個汲極D，其中源極S電性連接第二訊號線SD。在本實施例中，第二電極E2、源極S、汲極D與第二訊號線SD屬於同膜層。在本實施例中，第二電極E2電性連接至對應的源極S以及對應的第二訊號線SD。
在本實施例中，部分第一絕緣材料層I1位於第一訊號線GD與第二訊號線SD之間
第二導電層M2可為單層或多層結構，其材質例如包括鉻、金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鉬、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬的氧化物、上述金屬的氮化物或上述材質之組合或其他導電材料。
至此，主動元件AC大致完成。主動元件AC電性連接第一訊號線GD（繪於圖2）以及第二訊號線SD（繪於圖2）。
請參考圖1D，圖案化第一絕緣材料層I1，以形成包括多個開口O的第一絕緣層I1’。開口O暴露出犧牲材料層SC。在本實施例中，第一絕緣層I1’位於第一訊號線GD以及第二訊號線SD之間，且第一絕緣層I1’具有位於犧牲材料層SC上的多個薄膜F。開口O穿過薄膜F。
薄膜F的厚度T3例如介於0.3微米至8微米，但本發明不以此為限。
請參考圖1E，移除犧牲材料層SC以於第一絕緣層I1’中形成多個空腔C。移除犧牲材料層SC的方式例如式藉由將蝕刻液灌入開口O，以蝕刻犧牲材料層SC。開口O連接空腔C。在本實施例中，每個空腔C連接多個開口O，因此，蝕刻液能較容易進出空腔C。開口O的直徑例如約5微米。
空腔C的厚度T4例如介於1000埃至8000埃。在本實施例中，空腔C的範圍是由第一絕緣層I1’以及第一電極E1所定義。舉例來說，空腔C的底面為第一電極E1，空腔C的頂面及側面為第一絕緣層I1’。
請參考圖1E與圖2，空腔C的形狀經過設計可為圓形、方形或其他幾何形狀。空腔C的長度L例如約為8微米至20微米，且寬度W例如約為8微米至20微米。在本實施例中，空腔C大致上由矩形A構成, 矩形A的長度L1及寬度W1例如約12微米。分別連接矩形A兩側的矩形B以及矩形B1上各自有開口O，矩形B以及矩形B1的長度L2及寬度W2例如約7微米。開口O主要當作蝕刻時蝕刻液的通道，用於蝕刻出空腔C。矩形B與B1的大小、數量以及形狀可以依實際需求而進行調整。在本實施例中，第二電極E2重疊於矩形A，且第二電極E2的寬度約為5微米至8微米。
在本實施例中，超音波換能器U包括第一電極E1以及第二電極E2。第一電極E1與第二電極E2之間夾有對應的一個空腔C以及對應的一個薄膜F。在本實施例中，超音波換能器U能作為100KHz至50MHz之訊號的換能器。
請參考圖1F，形成鈍化層P於第二訊號線SD、第二電極E2以及第一絕緣層I1’上。在本實施例中，部分鈍化層P填入開口O中，並於開口O中形成凹陷GR。鈍化層P的材質例如包括氧化矽、氮化矽、四乙氧基矽烷（TEOS）、聚對二甲苯（Parylene C）、未摻雜矽玻璃（undoped silicon glass; USG）或其他適合材料。鈍化層P的厚度T5例如介於1000埃至8000埃。鈍化層P包括暴露出汲極D的開口H。
請參考圖1G，形成多個隔離材料PS於開口O中。在本實施例中，隔離材料PS填入鈍化層P的凹陷GR中。隔離材料PS可以保護薄膜F，並且避免應力集中導致開口O處的鈍化層P破裂。因此，隔離材料PS能避免顯示介質（例如：液晶）流入空腔C。在一些實施例中，隔離材料PS的材質例如包括光阻、或其他適用於間隙物之材料。
請參考圖1H，形成畫素電極PE於鈍化層P上。畫素電極PE的材質例如包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物或其它合適的導電材料或者是上述至少二者之堆疊層。畫素電極PE透過鈍化層P的開口H而電性連接至主動元件AC的汲極D。雖然在本實施例中，先形成隔離材料PS，接著才形成畫素電極PE，但本發明不以此為限。在其他實施例中，先形成畫素電極PE，接著才形成隔離材料PS。
請參考圖1I與圖2，形成顯示介質層DM於鈍化層P上。在本實施例中，顯示介質DM為液晶，但本發明不以此為限。
覆蓋第二基板SB2於顯示介質DM上。第二基板SB2之材質可為玻璃、石英、有機聚合物或是其它可適用的材料。在一些實施例中，顯示裝置10為可撓性顯示裝置，且第一基板SB1與第二基板SB2皆為可撓性材料，但本發明不以此為限。
在本實施例中，黑矩陣BM、彩色濾光元件CF、保護層CT以及共用電極CE形成於第二基板SB2上，但本發明不以此為限。在其他實施例中，共用電極CE形成於第一基板SB1上。在本實施例中，第二基板SB2以及第一基板SB1外側還具有偏光膜（未繪出）。
在本實施例中，黑矩陣BM重疊於超音波換能器U、第一訊號線GD、第二訊號線SD以及主動元件AC。黑矩陣BM重疊於超音波換能器U，因此，超音波換能器U能在不影響顯示裝置10之開口率的前提下藉由執行超音波感測功能（例如指紋辨識功能、觸控功能、醫療用感測功能或其他類似功能）。在本實施例中，超音波換能器U所發出之超音波在遇到空氣時會反射，而在接觸皮膚時會穿透，藉此能感測皮膚上的指紋。
在本實施例中，隔離材料PS位於第一基板SB1與第二基板SB2之間，且可作為第一基板SB1與第二基板SB2之間的間隙物（Spacer）。換句話說，隔離材料PS可以用來維持第一基板SB1與第二基板SB2之間的間距。
在本實施例中，部分彩色濾光元件CF位於黑矩陣BM的開口X中，而部分彩色濾光元件CF則於垂直第二基板SB2的方向上重疊於隔離材料PS，藉此較佳的維持第一基板SB1與第二基板SB2之間的間距，然而本發明不以此為限。在其他實施例中，彩色濾光元件CF於垂直第二基板SB2的方向上不重疊於隔離材料PS。
在本實施例中，顯示裝置10包括第一基板SB1、第二基板SB2、多條第一訊號線、多條第二訊號線、第一絕緣層I1’、多個主動元件AC、顯示介質層DM以及多個超音波換能器U。
第一訊號線以及第二訊號線位於第一基板SB1上。第一絕緣層I1’位於第一訊號線以及第二訊號線之間。多個空腔C位於第一絕緣層I1’中。第一絕緣層I1’具有位於空腔C上的多個薄膜F。主動元件AC電性連接第一訊號線以及第二訊號線。顯示介質層DM位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。超音波換能器U位於第一基板SB1與第二基板SB2之間，其中各超音波換能器U包括第一電極E1以及第二電極E2。第一電極E1與第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第二電極E2與第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第一電極E1與第二電極E2之間夾有對應的一個空腔C以及對應的一個薄膜F。
基於上述，顯示裝置10的超音波換能器U包括與第一訊號線GD同膜層的第一電極E1以及與第二訊號線SD同膜層的第二電極E2，因此，超音波換能器U對顯示裝置10之厚度所造成的影響能被縮小。
在本實施例中，顯示裝置10的超音波換能器U位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。在其他實施例中，顯示裝置10還可以包括位於第一基板SB1或第二基板SB2外側的其他超音波換能器。
圖3A是本發明一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。圖3B是本發明一實施例的一種顯示裝置的訊號波形圖。圖3C是本發明一實施例的一種顯示裝置的訊號波形圖。
在此必須說明的是，圖3A至圖3C的實施例沿用圖1A至圖1I和圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
在本實施例中，顯示裝置包括第一訊號線GD1~GDN以及第二訊號線SD1~SDM，其中第一訊號線GD1~GDN例如為電性連接至超音波換能器（圖3A省略繪示）的第一電極以及主動元件AC的閘極，且第二訊號線SD1~SDM電性連接至超音波換能器的第二電極以及主動元件AC的源極。第一訊號線GD1~GDN的延伸方向交錯於第二訊號線SD1~SDM的延伸方向。
在本實施例中，第一訊號線GD1~GDN電性連接至第一驅動電路DR1，第二訊號線SD1~SDM電性連接至第二驅動電路DR2。
請參考圖3B，在本實施例中，在黑畫面下執行指紋辨識功能。換句話說，在掃描指紋時，螢幕暫時不顯示畫面。依序使第一訊號線GD1~GDN與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓。如圖3B所示，第一訊號線GD1~GDN所對應的實線部份代表與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓，舉例來說，對第一訊號線GD1~GDN中的其中一者施加參考電壓（例如為0伏但不以此為限），使第一訊號線GD1~GDN中的其中一者與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓T；第一訊號線GD1~GDN所對應的虛線部份代表不與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓，舉例來說，不與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓的第一訊號線GD1~GDN為浮置狀態（floating）。當第一訊號線GD1依序與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓T時，超音波換能器發出超音波。當超音波換能器發出的超音波被物體（例如手指）反射回超音波換能器後，超音波換能器會接收超音波並對應地使第一訊號線GD1與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓R。接著以類似的方式掃描第一訊號線GD2~GDN，於此不再贅述。在本實施例中，夾壓T例如介於5伏特至100伏特。
在本實施例中，超音波換能器可以在發出超音波後，接收自己所發射出之超音波被反射後所產生的訊號。換句話說，同一顆超音波換能器可以執行發射訊號以及接收訊號的功能，但本發明不以此為限。在其他實施例中，一部份的超音波換能器負責執行發射訊號的功能，另一部份的超音波換能器負責執行接收訊號的功能。
在一些實施例中，超音波換能器施加夾壓T以發射訊號至接收訊號並產生夾壓R所耗費的時間S1約為150ns至700ns。
請參考圖3C，在本實施例中，在一幀（Frame）的時間FT內包括顯示功能時間DT以及觸控功能時間TT。
在顯示功能時間DT中，依序對第一訊號線GD1~GDN施加電壓（圖3C省略繪出）。當對第一訊號線GD1施加電壓時，依序對第二訊號線SD1~SDM施加電壓（圖3C省略繪出），以對畫素充電。接著以類似的方式掃描第一訊號線GD2~GDN，於此不再贅述。
在觸控功能時間TT中，依序對第一訊號線GD1~GDN施加電壓。當第一訊號線GD1依序與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓T時，超音波換能器發出超音波。在本實施例中，同時使多條第二訊號線與第一訊號線GD1產生夾壓T，以縮短一幀的時間FT中觸控功能時間TT所佔據的比例，使畫素能在足夠的顯示功能時間DT中充電。在本實施例中，一次使32條第二訊號線與第一訊號線GD1產生夾壓T，但本發明不以此為限。在其他實施例中，一次對多少條第二訊號線施加電壓可以依照實際需求而進行調整。
當超音波換能器發出的超音波被物體（例如手指）反射回超音波換能器後，超音波換能器會接收訊號並對應地使第一訊號線GD1與第二訊號線SD1~SDM產生夾壓R。接著以類似的方式掃描第一訊號線GD2~GDN，於此不再贅述。
圖4A至圖4E是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖4A至圖4E的實施例沿用圖1A至圖1I和圖2的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
圖4A接續圖1E，在移除犧牲材料層SC以於第一絕緣層I1’中形成多個空腔C之後，形成多個隔離材料PS於開口O中。
請參考圖4B，形成鈍化層P於第二訊號線SD、第二電極E2以及第一絕緣層I1’上。在本實施例中，部分鈍化層P覆蓋開口O以及開口O中的隔離材料PS。鈍化層P包括暴露出汲極D的開口H。
請參考圖4C，形成畫素電極PE於鈍化層P上。畫素電極PE透過鈍化層P的開口H而電性連接至主動元件AC的汲極D。
請參考圖4D，形成絕緣層B於畫素電極PE上。形成共用電極CE於絕緣層B上。共用電極CE重疊於畫素電極PE。在本實施例中，顯示裝置例如是以橫向電場切換（In plane switching, IPS）技術或邊緣電場切換（Fringe field switching, FFS）技術來控制液晶的轉動。
形成間隙物SP於絕緣層B上。在本實施例中，間隙物SP重疊於空腔C。
請參考圖4E，形成顯示介質層DM於鈍化層P上。在本實施例中，顯示介質DM為液晶。覆蓋第二基板SB2於顯示介質DM上。在本實施例中，間隙物SP位於第一基板SB1與第二基板SB2之間，且可以用來維持第一基板SB1與第二基板SB2之間的間距。
在本實施例中，黑矩陣BM、彩色濾光元件CF以及保護層CT形成於第二基板SB2上。
在本實施例中，黑矩陣BM重疊於超音波換能器U、第一訊號線GD、第二訊號線SD以及主動元件AC。黑矩陣BM重疊於超音波換能器U，因此，超音波換能器U能在不影響顯示裝置20之開口率的前提下藉由執行超音波感測功能。
在本實施例中，顯示裝置20包括第一基板SB1、第二基板SB2、多條第一訊號線、多條第二訊號線、第一絕緣層I1’、多個主動元件AC、顯示介質層DM以及多個超音波換能器U。
第一訊號線以及第二訊號線位於第一基板SB1上。第一絕緣層I1’位於第一訊號線以及第二訊號線之間。多個空腔C位於第一絕緣層I1’中。第一絕緣層I1’具有位於空腔C上的多個薄膜F。主動元件AC電性連接第一訊號線以及第二訊號線。顯示介質層DM位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。超音波換能器U位於第一基板SB1與第二基板SB2之間，其中各超音波換能器U包括第一電極E1以及第二電極E2。第一電極E1與第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第二電極E2與第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第一電極E1與第二電極E2之間夾有對應的一個空腔C以及對應的一個薄膜F。
基於上述，顯示裝置20的超音波換能器U包括與第一訊號線同膜層的第一電極E1以及與第二訊號線同膜層的第二電極E2，因此，超音波換能器U對顯示裝置20之厚度所造成的影響能被縮小。
圖5是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。
在此必須說明的是，圖5的實施例沿用圖4A至圖4E的實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同或近似的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，在此不贅述。
請參考圖5，顯示裝置30包括第一基板SB1、第二基板SB2、多條第一訊號線、多條第二訊號線、第一絕緣層I1’、多個主動元件AC、顯示介質層DM以及多個超音波換能器U。
第一訊號線以及第二訊號線位於第一基板SB1上。第一絕緣層I1’位於第一訊號線以及第二訊號線之間。多個空腔C位於第一絕緣層I1’中。第一絕緣層I1’具有位於空腔C上的多個薄膜F。主動元件AC電性連接第一訊號線以及第二訊號線。顯示介質層DM位於第一基板SB1與第二基板SB2之間。超音波換能器U位於第一基板SB1與第二基板SB2之間，其中各超音波換能器U包括第一電極E1以及第二電極E2。第一電極E1與第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第二電極E2與第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接。第一電極E1與第二電極E2之間夾有對應的一個空腔C以及對應的一個薄膜F。
在本實施例中，絕緣層B形成於畫素電極PE上，且具有多個開口Y。開口Y暴露出畫素電極PE。顯示介質層DM形成於開口Y中並與畫素電極PE接觸。在本實施例中，顯示介質層DM的材質包括有機發光材料或無機發光二極體（例如MicreLED）。
共用電極CE形成於絕緣層B以及顯示介質層DM上，並與顯示介質層DM接觸。在本實施例中，第一基板SB1與第二機板SB2之間的間隙GP還可以填入軟性材料（例如光學膠、阻水膠、框膠、導熱膠、非極性液體或其他聲阻抗合適之材料），藉此，能有助於超音波的傳遞。
基於上述，顯示裝置30的超音波換能器U包括與第一訊號線同膜層的第一電極E1以及與第二訊號線同膜層的第二電極E2，因此，超音波換能器U對顯示裝置30之厚度所造成的影響能被縮小。
10、20、30:顯示裝置 A、B、B1:矩形 AC:主動元件 B:絕緣層 BM:黑矩陣 CH:通道層 C:空腔 CE:共用電極 CF:彩色濾光元件 CT:保護層 D:汲極 DM:顯示介質層 DT、TT、FT、S1:時間 DR1:第一驅動電路 DR2:第二驅動電路 E1:第一電極 E2:第二電極 F:薄膜 G:閘極 GD、GD1~GDN:第一訊號線 GR:凹陷 GP:間隙 H、O、X、Y:開口 I1:第一絕緣材料層 I1’:第一絕緣層 L、L1、L2:長度 M1:第一導電層 M2:第二導電層 P:鈍化層 PE:畫素電極 PS:隔離材料 R、T:夾壓 S:源極 SB1:第一基板 SB2:第二基板 SC:犧牲材料層 SD、SD1~SDM:第二訊號線 SP:間隙物 T1、T2、T3、T4、T5:厚度 U:超音波換能器 W、W1、W2:寬度
圖1A至圖1I是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖2是圖1I的顯示裝置的上視示意圖。 圖3A是本發明一實施例的一種顯示裝置的上視示意圖。 圖3B是本發明一實施例的一種顯示裝置的訊號波形圖。 圖3C是本發明一實施例的一種顯示裝置的訊號波形圖。 圖4A至圖4E是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的製造方法的剖面示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。
10:顯示裝置
A、B、B1:矩形
AC:主動元件
B:絕緣層
BM:黑矩陣
CH:通道層
C:空腔
D:汲極
GD:第一訊號線
H、O、X:開口
L、L1、L2:長度
M1:第一導電層
M2:第二導電層
PE:畫素電極
S:源極
SD:第二訊號線
U:超音波換能器
W、W1、W2:寬度

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包括： 一第一基板以及一第二基板； 多條第一訊號線以及多條第二訊號線，位於該第一基板上； 一第一絕緣層，位於該些第一訊號線以及該些第二訊號線之間，其中多個空腔位於該第一絕緣層中，且該第一絕緣層具有位於該些空腔上的多個薄膜； 多個主動元件，電性連接該些第一訊號線以及該些第二訊號線； 一顯示介質層，位於該第一基板與該第二基板之間；以及 多個超音波換能器，位於該第一基板與該第二基板之間，其中各該超音波換能器包括： 一第一電極，與該些第一訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接；以及 一第二電極，與該些第二訊號線中對應的一者屬於同膜層且彼此電性連接，其中該第一電極與該第二電極之間夾有該些空腔中對應的一者以及該些薄膜中對應的一者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該些空腔的範圍是由該第一絕緣層以及該些第一電極所定義。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 一黑矩陣，形成於該第二基板上，且重疊於該些超音波換能器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 多個間隙物，位於該第一基板與該第二基板之間，且重疊於該些空腔。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 多個隔離材料，位於該第一基板與該第二基板之間，其中該第一絕緣層更包括多個開口，該些開口連接該些空腔，且該些隔離材料填入該些開口。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，更包括： 一鈍化層，位於該些第二訊號線、該些第二電極以及該第一絕緣層上，其中該第一絕緣層更包括多個開口，該些開口連接該些空腔，且部分該鈍化層填入該些開口中，且該鈍化層具有對應該些開口的多個凹槽。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示裝置，更包括： 多個隔離材料，位於該第一基板與該第二基板之間，且該些隔離材料填入該些凹槽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該些超音波換能器適用於指紋辨識。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的顯示裝置，其中該顯示介質層包括液晶或有機發光材料。
  10. 一種顯示裝置的製造方法，包括： 提供一第一基板； 形成一第一導電層於該第一基板上，其中該第一導電層包括多條第一訊號線以及連接該些第一訊號線的多個第一電極； 形成多個犧牲材料層於該些第一電極上； 形成一第一絕緣材料層以覆蓋該些第一訊號線、該些第一電極以及該些犧牲材料層； 形成一第二導電層於該第一絕緣材料層上，其中該第二導電層包括多條第二訊號線以及連接該些第二訊號線的多個第二電極； 圖案化該第一絕緣材料層，以形成包括多個開口的一第一絕緣層，其中該些開口暴露出該些犧牲材料層，且該第一絕緣層具有位於該些犧牲材料層上的多個薄膜； 移除該些犧牲材料層以於該第一絕緣層中形成多個空腔，其中該些第一電極與該些第二電極之間夾有該些空腔以及該些薄膜； 形成一鈍化層於該第二導電層以及該第一絕緣層上； 形成一顯示介質層於該鈍化層上；以及 覆蓋一第二基板於該顯示介質上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置的製造方法，更包括： 形成多個隔離材料於該些開口中。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置的製造方法，其中部分該鈍化層填入該些開口中，且該鈍化層具有對應該些開口的多個凹槽。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的顯示裝置的製造方法，更包括： 形成多個隔離材料於該些凹槽中。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的顯示裝置的製造方法，其中該第一導電層更包括電性連接該些第一訊號線的多個閘極，且該顯示裝置的製造方法更包括形成重疊於該些閘極的多個通道層，其中該第二導電層更包括電性連接該些通道層的多個源極以及多個汲極，且該些源極電性連接該些第二訊號線。
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