TWI485845B - 有機電激發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Description

有機電激發光顯示裝置及其製造方法

本發明是有關於一種顯示裝置及其製造方法，且特別是有關於一種有機電激發光顯示裝置及其製造方法。

平面顯示裝置如液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display Device,LCD)、電漿顯示裝置(Plasma Display Panel,PDP)或有機電激發光顯示裝置(Organic Electroluminescent Display，OLED)較以往陰極射線管顯示裝置來得輕薄短小，故已逐漸成為現今常見的平面顯示裝置。其中，有機電激發光顯示裝置更具有輕薄、可撓曲、易攜、全彩、高亮度、省電、視角寬廣及高應答速度等優點。

目前單色的OLED顯示器技術已趨於成熟，但是考量作為下一世代平面顯示器以及其應用的層次，發展全彩OLED是必然的趨勢。OLED目前的全彩化技術有三種：1.全彩所需的RGB三個次畫素(subpixel)分別由獨立的三個元件達到。2.將藍光OLED利用色彩轉換層(color change medium,CCM)轉換成RGB顏色。3.將白光OLED利用彩色濾光片(color filter)轉換成RGB顏色。三種方法各有優缺點。第三種方法利用白光元件加上彩色濾光片來製作全彩OLED，因為LCD產業使用彩色濾光片的技術已很成熟，只要找出適合白光OLED的RGB濾光片，此技術應可很快的轉移給OLED使用。且元件製 程相對簡易的白光OLED加上彩色濾光片就成為降低全彩OLED製造成本的一個可能方式。

此種有機電激發光顯示裝置主要是由一彩色濾光組件(CF assembly)和一有機電激發光組件(OLED assembly)對組而成，且兩組件之間係以間隔物控制間隙。有機電激發光組件包括具有薄膜電晶體單元之第一基板，有機電激發光單元，例如是夾置於兩電極之間(例如一反射電極和一穿透電極)，係形成於薄膜電晶體單元上。習知之彩色濾光組件之製法例如是在完成前處理(如清洗乾淨)的玻璃基板上以黃光微影製程形成黑色矩陣(BM)，再形成一彩色濾光層，如分次形成紅色(CF-R)、綠色(CF-G)與藍色(CF-B)之色彩層；之後再形成一覆蓋層(overcoat，OC)，以整面覆蓋彩色濾光層。由於紅色、綠色與藍色之色彩層厚度並不相同，覆蓋層的形成可使其達到平坦化，而間隔物可形成於覆蓋層上，以與有機電激發光組件對組。然而覆蓋層的存在不僅增加了顯示裝置的整體厚度，也使得該裝置在某角度即會產生色偏的情況。

另外，一般間隔物的位置係設置在紅色、綠色或藍色色彩層其中一色旁，然而為設置間隔物，必須增加該色的黑色矩陣區域的寬度，因此該色的顯示區大小隨之縮小，而犧牲了該色的開口率。

有鑑於上述課題，本發明係提供一種有機電激發光顯 示裝置及其製造方法，可減少顯示裝置的整體厚度、簡化製程，並同時改良色偏，亦不犧牲各色顯示區的開口率。

根據本發明之一方面，係提出一種有機電激發光顯示裝置至少包括：一第一組件，具有一第一基板和一有機電激發光單元形成於第一基板上；一第二組件，係與第一組件對組，且包括一第二基板、形成於第二基板上之一濾光層和一遮光圖案層。濾光層具有複數個彩色濾光區，遮光圖案層位於該些彩色濾光區上且分別環繞在各該彩色濾光區之外圍。顯示裝置更包括複數個間隔物(spacers)，形成於濾光層上且對應遮光圖案層處，且該些間隔物係位於第一組件和第二組件之間。一實施例中，至少一彩色濾光區具有一延伸部，且延伸部係延伸至其外圍對應的該遮光圖案層之上，間隔物係接觸於延伸部。

根據本發明之另一方面，係提出一種有機電激發光顯示裝置之製造方法，至少包括：提供一第一組件，包括：提供一第一基板；形成一有機電激發光單元於第一基板上；提供一第二組件，包括：提供一第二基板；形成一濾光層於第二基板上，其中濾光層具有複數個彩色濾光區；形成一遮光圖案層於第二基板處並分別環繞於該些彩色濾光區之外圍； 形成一間隔物(spacers)接觸濾光層且對應遮光圖案層處；和對組第一組件和第二組件，且該些間隔物係位於第一組件和第二組件之間。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

以下實施例係提出一種有機電激發光顯示裝置及其製造方法。然而，實施例所提出的細部結構和製程步驟僅為舉例說明之用，並非對本發明欲保護之範圍做限縮。

實施例之有機電激發光顯示裝置係由第一組件和第二組件對組而成，且兩組件之間係以間隔物控制間隙。第一組件例如是一有機電激發光組件(OLED assembly)，第二組件例如是一彩色濾光組件(CF assembly)。第1圖係繪示依照本發明實施例之一有機電激發光顯示裝置之局部剖面圖。實施例之有機電激發光顯示裝置具有第一組件10和第二組件20，第一組件10例如是有機電激發光組件係具有一第一基板101和一有機電激發光單元103形成於第一基板101上。第二組件20例如是彩色濾光組件係包括一第二基板201、一遮光圖案層203和一濾光層205，其中濾光層205係形成於第二基板201上且具有複數個彩色濾光區。彩色濾光區例如是紅色、綠色、藍色或/和白色子濾光區等，且每一畫素區域係包括各一個紅色、綠色、藍 色或/和白色子濾光區。遮光圖案層203形成於第二基板201處並分別環繞在各該些彩色濾光區之外圍。如第1圖所示，藍色子濾光區2051之外圍係環繞有遮光圖案層203。

再者，實施例之有機電激發光顯示裝置更包括複數個間隔物(spacers)30位於第一組件10和第二組件20之間，以及一填充層32於第一組件10和第二組件20之間。且間隔物30係與濾光層205接觸且對應該遮光圖案層203處。其中，間隔物30之底部301係接觸第二組件20之濾光層305，頂部303係接觸第一組件10。濾光層205、遮光圖案層203和間隔物30之間係填滿填充層32。

實施例中，部份彩色濾光區，至少一子濾光區具有一延伸部，如第1圖所示之藍色子濾光區2051具有一延伸部2051a，係延伸至其外圍對應的該遮光圖案層2032之上，而間隔物30係接觸延伸部2051a，例如形成於延伸部2051a上。在實施例中，延伸部2051a之寬度係大於所在之遮光圖案層2032寬度W_B的二分之一，且延伸部2051a係與相鄰之彩色濾光區(如第1圖所示之白色子濾光區W)有一距離W_d，間隔物30亦內縮於所在之遮光圖案層內，即間隔物30之底部寬度W_s小於所在之該遮光圖案層2032之寬度W_B。舉例來說，製程中為避免延伸部2051a延伸至相鄰濾光區2051，因此會預留與相鄰之彩色濾光區2051的距離W_d以供公差使用。以一實施例來說W_d可為2μm，此時若遮光圖案層2032的寬度W_B大於12μm，則位於延伸部2051a表面的間隔物30之底部301寬度W_s需小於所 在之該遮光圖案層2032之寬度W_B，因此W_s大於8μm。

實際應用時，彩色濾光區可排列成一直條式陣列(strip-type color filter array)或一方型陣列(quad-type color filter array)。而實施例之間隔物可形成於不同顏色之兩子濾光區之間。

第2圖係繪示依照本發明一實施例之直條式陣列彩色濾光區之顯示裝置單一畫素區域之上視圖。第3圖係繪示第2圖之顯示裝置沿剖面線AA’之剖面示意圖。請同時參照第2圖和第3圖。同樣地，有機電激發光顯示裝置亦由第一組件40(包括一第一基板501和一有機電激發光單元503)和第二組件50(包括一第二基板501、一遮光圖案層503和一濾光層505)對組而成。其中濾光層505係形成於第二基板501上且具有複數個彩色濾光區，遮光圖案層503形成於第二基板501處分別圍繞位於該些彩色濾光區之外圍。

實施例之顯示裝置的彩色濾光區包括複數個藍色子濾光區5051、複數個白色子濾光區5052、複數個綠色子濾光區5053和複數個紅色子濾光區5054，且每一畫素區域係包括各一個紅色子濾光區5054、綠色子濾光區5053、白色子濾光區5052和藍色子濾光區5051條狀地並列而成。實施例間隔物60係與濾光層505接觸且對應該遮光圖案層203處；如第3圖所示，間隔物60之底部601係接觸第二組件50之濾光層505且位於對應之該遮光圖案層5032之寬度內，且間隔物60之頂部603係接觸第一組 件40。而第一組件40和第二組件50之間具有一填充層62並填滿濾光層505、遮光圖案層503和間隔物60之間。填充層62(例如是膠體)配置後可利用一光源對填充層進行硬化(curing)，以填滿第一組件40和第二組件50之間的空隙(air gap)，如此便不會造成空氣或水氣的殘留，可增加第一組件中有機電激發光單元之穩定性及使用壽命，亦可增加整體有機電激發光裝置的強度。

再者，實施例之間隔物60係設置於不同顏色之兩子濾光區之間。實際應用時，由於藍色子濾光區5051的厚度大於綠色子濾光區5053和紅色子濾光區5054之厚度，因此可將間隔物60設置於藍色子濾光區5051處，但並不以此為限。如第2、3圖所示，與藍色子濾光區5051的延伸部5051a接觸之間隔物60，係設置於藍色子濾光區5051和白色子濾光區5052之間，因此各色顯示區無須縮小而可以保有其良好之開口率。子濾光區的延伸部(如5051a)與遮光圖案層和間隔物60之間的位置關係與寬度說明請參考前述第1圖極其相關說明，在此不再贅述。

另外，實施例之遮光圖案層503的材料例如是黑色矩陣(BM)，其形成例如是以旋轉塗的方式塗佈黑色光阻(Photo Resist，PR)，再經由預烤(Pre Bake)、曝光(Exposure)、顯影(Develope)、硬烤(Post Bake)，而完成黑色矩陣(BM)。而間隔物60的材料例如是感光型間隔物(photo spacers)，如負型光阻間隔物。填充層62的材料例如是環氧樹脂(epoxy)、丙烯酸酯(acrylic)、聚酯(poly-ester) 或聚氨酯(Polyurethane)，實際製程的應用上可採用Nagase的T58-UR009。然實際應用時，遮光圖案層、間隔物和填充層之材料亦視應用狀況作適當選擇，本發明並不對此多作限制。

第4圖係繪示依照本發明另一實施例之方型陣列彩色濾光區之顯示裝置單一畫素區域之上視圖。其剖面示意圖與剖面結構可參考第1圖及其相關說明，在此不再贅述。如第4圖所示，每一畫素區域之藍色子濾光區7051、白色子濾光區7052、綠色子濾光區7053和紅色子濾光區7054係排列成一方型陣列(quad-type color filter array)，且間隔物74係位於畫素區域中的四色子濾光區之間(如交界處)。其中，畫素區域之某色子濾光區例如藍色子濾光區7051係具有一延伸部7051a，係延伸至畫素區域中的紅色、綠色、藍色和白色子濾光區之交界處，間隔物74則與延伸部7051a接觸。

色偏模擬

以下係提出一色偏模擬實驗，以觀察實施例所提出之結構對色偏角度之影響。在色偏模擬實驗中，係以如第1圖所示之有機電激發光顯示裝置之結構進行模擬，其元件詳細說明請參照前述實施例。

第5A圖係繪示有機電激發光顯示裝置之第一種模擬態樣之局部剖面圖，其顯示裝置係為實施例之一種結構。 第5B圖係繪示有機電激發光顯示裝置之第二種模擬態樣之局部剖面圖，其顯示裝置係為使用覆蓋層之一比較例。

如第5A圖所示，當藍色子濾光區之厚度D₁為1.3μm，間隔物之厚度D_PS為2.0μm時，在角度大於63°時產生色偏(θ>63°)。如第5B圖所示，傳統結構使用覆蓋層31時(填充層32’位於填充層32上)，若藍色子濾光區之厚度D₁為1.3μm，覆蓋層31厚度D_OC為1.6μm，間隔物之厚度D_PS為2.0μm時，在角度大於50°時即產生色偏(θ’>50°)。因此，由色偏模擬結果可知，實施例之有機電激發光顯示裝置之結構可改善色偏之情形。

製造方法

以下係提出實施例之一種有機電激發光顯示裝置之製造方法，然該些步驟僅為舉例說明之用，並非用以限縮本發明。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些步驟加以修飾或變化。請同時參照第3圖，以說明實施例之製造方法。

首先，提供一第一組件40和提供一第二組件50。第一組件40例如是一有機電激發光組件(OLED assembly)，包括提供第一基板401和形成一有機電激發光單元403於第一基板401上；第二組件50例如是一彩色濾光組件(CF assembly)，包括提供一第二基板501、形成一濾光層505和一遮光圖案層503。濾光層505具有複數個彩色濾光區。遮光圖案層503形成於第二基板501處並分別圍繞於該些 彩色濾光區之外圍且兩組件之間係以間隔物控制間隙。接著，形成複數個間隔物(spacers)60與濾光層505接觸且對應遮光圖案層503處。然後，對組第一組件40和第二組件50，該些間隔物60係位於第一組件40和第二組件50之間。之後，填滿一填充層62於第一組件40和第二組件50之間，並硬化填充層62，其中濾光層505、遮光圖案層503和間隔物60之間係填滿填充層62。

綜合上述，實施例之有機電激發光顯示裝置中，間隔物係與濾光層接觸而可省略覆蓋層，不僅簡化了顯示裝置之製造流程，亦薄化顯示裝置的整體厚度，也改善了色偏的情形。另外，實施例之間隔物設置在不同色彩之子濾光區之間(例如與至少一彩色濾光區205的一延伸部接觸)，因此各色顯示區無須縮小而可以保有其良好之開口率。

綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、40‧‧‧第一組件

101、401‧‧‧第一基板

103、403‧‧‧有機電激發光單元

20、53‧‧‧第二組件

201、501‧‧‧第二基板

203、2031、2032、503、5031、5032‧‧‧遮光圖案層

205、505‧‧‧濾光層

2051、5051、7051‧‧‧藍色子濾光區

2051a、5051a‧‧‧藍色子濾光區之延伸部

5052、7052‧‧‧白色子濾光區

5053、7053‧‧‧綠色子濾光區

5054、7054‧‧‧紅色子濾光區

30、60、74‧‧‧間隔物

301‧‧‧間隔物之底部

303‧‧‧間隔物之頂部

31‧‧‧覆蓋層

32、32’、62‧‧‧填充層

W_B、W_s‧‧‧寬度

W_d‧‧‧距離

D₁、D_OC、D_PS‧‧‧厚度

θ、θ’‧‧‧角度

第1圖係繪示依照本發明實施例之一有機電激發光顯示裝置之局部剖面圖。

第2圖係繪示依照本發明一實施例之直條式陣列彩 色濾光區之顯示裝置單一畫素區域之上視圖。

第3圖係繪示第2圖之顯示裝置沿剖面線AA’之剖面示意圖。

第4圖係繪示依照本發明另一實施例之方型陣列彩色濾光區之顯示裝置單一畫素區域之上視圖。

第5A圖係繪示有機電激發光顯示裝置之第一種模擬態樣之局部剖面圖，其顯示裝置係為實施例之一種結構。

第5B圖係繪示有機電激發光顯示裝置之第二種模擬態樣之局部剖面圖，其顯示裝置係為使用覆蓋層之一比較例。

10‧‧‧第一組件

101‧‧‧第一基板

103‧‧‧有機電激發光單元

20‧‧‧第二組件

201‧‧‧第二基板

203、2031、2032‧‧‧遮光圖案層

205‧‧‧濾光層

2051‧‧‧藍色子濾光區

2051a‧‧‧藍色子濾光區之延伸部

30‧‧‧間隔物

301‧‧‧間隔物之底部

303‧‧‧間隔物之頂部

32‧‧‧填充層

W_B、W_s‧‧‧寬度

W_d‧‧‧距離

Claims (14)

1. 一種有機電激發光顯示裝置，至少包括：一第一組件，包含：一第一基板；及一有機電激發光單元位於該第一基板上；一第二組件，係與該第一組件對組，該第二組件包括：一第二基板；一濾光層，位於該第二基板上且具有複數個彩色濾光區；及一遮光圖案層，位於該第二基板上且分別環繞在各該彩色濾光區之外圍；及一間隔物，位於該濾光層上且對應該遮光圖案層處，且該間隔物係位於該第一組件和該第二組件之間，其中該至少一彩色濾光區具有一延伸部，且該延伸部係延伸至其外圍對應的該遮光圖案層之上，該間隔物係接觸於該延伸部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該延伸部之寬度係大於所在之該遮光圖案層寬度的二分之一。
3. 如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該間隔物之底部寬度係小於所在之該遮光圖案層之寬度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些彩色濾光區包括複數個紅色子濾光區、複 數個綠色子濾光區、複數個藍色子濾光區和複數個白色子濾光區，且每一畫素區域係包括各一個紅色、綠色、藍色和白色子濾光區。
5. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些彩色濾光區係排列成一直條式陣列，且該間隔物係形成於不同顏色之兩子濾光區之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光顯示裝置，其中至少一子濾光區係具有一延伸部，該延伸部係延伸至外圍對應的該遮光圖案層之上但與相鄰之它色子濾光區有一距離，該間隔物係接觸於該延伸部。
7. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光顯示裝置，其中每一畫素區域之該紅色、綠色、藍色和白色子濾光區係排列成一方型陣列，且該間隔物係位於該畫素區域中的該紅色、綠色、藍色和白色子濾光區之交界處(之間)。
8. 如申請專利範圍第7項所述之有機電激發光顯示裝置，其中至少一子濾光區係具有一延伸部，該延伸部係延伸至該畫素區域中的該紅色、綠色、藍色和白色子濾光區之交界處，該間隔物係接觸於該延伸部。
9. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，更包括一填充層於該第一組件和該第二組件之間，其中該濾光層、該遮光圖案層和該間隔物之間係填滿該填充層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示 裝置，其中該間隔物之底部係接觸該第二組件之該濾光層且位於對應之該遮光圖案層之寬度內，且該間隔物之頂部係接觸該第一組件。
11. 一種有機電激發光顯示裝置之製造方法，包括：提供一第一組件，包括：提供一第一基板；形成一有機電激發光單元於該第一基板上；提供一第二組件，包括：提供一第二基板；形成一濾光層於該第二基板上，其中該濾光層具有複數個彩色濾光區；和形成一遮光圖案層於該第二基板處並分別環繞於該些彩色濾光區之外圍；形成一間隔物(spacers)接觸該濾光層且對應該遮光圖案層處；和對組該第一組件和該第二組件，且該間隔物係位於該第一組件和該第二組件之間，在提供該第二組件之步驟中，至少一彩色濾光區具有一延伸部，該延伸部係延伸至其外圍對應的該遮光圖案層之上，該間隔物係接觸於該延伸部。
12. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，更包括配置一填充層(filler)於該第一組件和該第二組件之間，其中該濾光層、該遮光圖案層和該間隔物之間係填滿該填充層。
13. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中該間隔物之底部係接觸該濾光層且位於對應之該遮光圖案層之寬度內，且對組該第一組件和該第二組件後該間隔物之頂部係接觸該第一組件。
14. 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，在提供該第二組件之步驟中，該延伸部之寬度係大於所在之該遮光圖案層寬度的二分之一，且該延伸部係與相鄰之該彩色濾光區有一距離，該間隔物之底部寬度係小於所在之該遮光圖案層之寬度。