TWI621050B - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種顯示裝置，包括一可撓性基板、複數個畫素單元、以及圖案化金屬層。可撓性基板具有實質上平坦的第一表面及相對第一表面之第二表面。可撓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。第一厚度大於第二厚度。第二厚度和第一厚度的差為第三厚度。畫素單元配置於可撓性基板之第一表面。圖案化金屬層配置於可撓性基板之第二表面對應第二部分處。圖案化金屬層具有第四厚度。第三厚度大於第四厚度。

Description

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包括可撓性基板的顯示裝置及其製造方法。

在顯示裝置中，可局部或大面積地應用可撓性基板，藉此實現例如窄邊框、甚至是整體可撓之顯示裝置等目的。可撓性基板在彎折時，其上的元件可能受到應力，進而發生性質惡化或毀損。為了避免這樣的情況，一般會選擇調整形成在可撓性基板上的膜層的厚度。然而，這種方式可能會導致製程複雜化、由於高低差而導致的製程不均勻性、阻氣阻水效果的下降、甚至演色性和電性等性質的惡化。

本發明提供包括可撓性基板的顯示裝置及其製造方法。可減少元件受到之應力影響，同時能夠避免或減輕上述問題。

根據一些實施例，提供一種顯示裝置。此種顯示裝置包括可撓性基板、複數個畫素單元、以及圖案化金屬層。可撓性基板具有實質上平坦的第一表面及相對第一表面之第二表面。 可撓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。第一厚度大於第二厚度。第二厚度和第一厚度的差為第三厚度。畫素單元配置於可撓性基板之第一表面。圖案化金屬層配置於可撓性基板之第二表面對應第二部分處。圖案化金屬層具有第四厚度。第三厚度大於第四厚度。

根據一些實施例，提供一種顯示裝置的製造方法。此種製造方法包括下列步驟。首先，提供支撐基板。形成圖案化金屬層在支撐基板上。接著，形成凹槽在支撐基板對應於未覆蓋圖案化金屬層處。塗佈可撓性材料於支撐基板及圖案化金屬層上，該可撓性材料填充入凹槽中，以形成可撓性基板，其中該可撓性基板具有第一表面以及一相對的第二表面，該第二表面面對於該支撐基板且第一表面實質上平坦。形成複數個畫素單元在可撓性基板之第一表面上。之後，分離可撓性基板和支撐基板，其中圖案化金屬層保留在可撓性基板上的第二表面上。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

100‧‧‧可撓性基板

102‧‧‧第一表面

104‧‧‧第二表面

106‧‧‧第一部分

108‧‧‧第二部分

110‧‧‧畫素單元

112‧‧‧電晶體

114‧‧‧電晶體

116‧‧‧訊號線

118‧‧‧訊號線

120‧‧‧圖案化金屬層

200‧‧‧支撐基板

201‧‧‧輔助脫離層

202‧‧‧金屬層

204‧‧‧圖案化金屬層

206‧‧‧凹槽

208‧‧‧雷射

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

第1圖繪示根據實施例之一例示性顯示裝置。

第2圖繪示用於顯示裝置的一例示性電路配置。

第3A~3H圖繪示根據實施例之顯示裝置的一例示性製造方法其中數個步驟。

第4圖繪示根據實施例之顯示裝置的一例示性製造方法其中一替代步驟。

以下將參照所附圖式對於各種不同的實施例進行更詳細的說明。可以預期的是，一實施例中的元件和特徵，能夠被有利地納入於另一實施例中，然而並未對此作進一步的列舉。在此，當敘述有一元件時，並不排除同時有複數個該元件的情況，在適當的情況下，可以有一或多個該元件。在此，當敘述一元件配置於另一元件，或者以其他類似方式形容時，該元件可直接配置於該另一元件，或者可以有中介元件。

請參照第1圖，其繪示根據實施例之一例示性顯示裝置。該顯示裝置包括可撓性基板100、複數個畫素單元110、以及圖案化金屬層120。可撓性基板100具有實質上平坦的第一表面102及相對第一表面102之第二表面104。可撓性基板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大於第二厚度t2。第二厚度t2和第一厚度t1的差為第三厚度t3。畫素單元110配置於可撓性基板100之第一表面102。圖案化金屬層120配置於可撓性基板100之第二表面104對應第二部分108處。圖案化金屬層120具有第四厚度t4。第三厚度t3大於第四厚度t4。

在一些實施例中，可撓性基板100為軟質基板，其具有可撓性與可彎曲性，其材料可包括例如聚亞醯胺(polyimide, PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醯胺(polyamide,PA)等有機材料其中至少一者，但不以此為限。第二厚度t2和第一厚度t1之比值較佳大於10%，且小於50%，亦即，10%<t2/t1<50%。舉例而言，一般的第一厚度t1大於5μm(微米)，且小於50μm。在一些實施例中，第二厚度t2大於2μm，且小於10μm，較佳是3μm~4μm，例如約為3.5μm。在一些實施例中，第四厚度t4和第三厚度t3的差可大於1μm，且小於25μm。一般而言，第四厚度t4實質上遠小於第一厚度t1、第二厚度t2、和第三厚度t3。舉例來說，第四厚度t4可與第一厚度t1、第二厚度t2、和第三厚度t3屬於不同數量級。在一些實施例中，第四厚度t4厚度為奈米等級，舉例來說，第四厚度t4厚度可小於1μm，但大於等於30nm(奈米)，特別是大於等於100nm，以確保在製程中達成保護畫素單元110中之元件的效果。此點將在後續段落配合製造方法的實施例作更進一步的說明。

如第1圖所示，畫素單元110可包括至少一電晶體，該至少一電晶體係對應第二部分108設置。在第1圖中，只分別以一個電晶體表示各個畫素單元110，僅為例示並非用以限定本實施例。請配合參照第2圖，其繪示用於顯示裝置的一例示性電路配置，特別是用於有機發光二極體(OLED)顯示裝置的一例示性電路配置。當然，此一電路配置只是舉例說明用途，本發明並不受限於此一電路配置，也不受限於OLED顯示裝置，亦可以例如是液 晶顯示裝置、電致變色(electro-chromic)顯示裝置、或其它具有自發光或非自發光顯示特性之顯示裝置。如第2圖所示，畫素單元110可由彼此相交的訊號線116和訊號線118所定義。訊號線116、118例如可以是資料線、掃描線。各個畫素單元110可包括至少一個電晶體，例如包括二個電晶體112、114。電晶體112例如是開關電晶體。電晶體114例如是驅動電晶體。電晶體一般包括閘極、閘極絕緣層、半導體通道層、源極以及汲極。電晶體可為底閘型(bottom-gate)、頂閘型(top-gate)、雙閘型(dual-gate)、或其它型式的電晶體元件。半導體通道層的材料可包括矽(例如非晶矽、多晶矽、單晶矽、微晶矽、奈米晶矽)、氧化物半導體材料(例如氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦錫(ITO)、氧化鈦(TiO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(InO)或氧化鎵(gallium oxide,GaO))、有機半導體材料、或是其它合適的半導體材料。各個畫素單元110可更包括其他常見之用於畫素單元的元件，在此不再贅述。

現在請參照第3A~3H圖，其繪示根據實施例之顯示裝置的一例示性製造方法。

首先，如第3A圖所示，提供支撐基板200。根據一些實施例，支撐基板200是是具有高剛硬性、低膨脹係數以及高楊氏係數性質的基板。在本實施例中，支撐基板110例如是無機基板，包括玻璃基板、石英基板、或矽基板，但不以此為限。

接著，形成圖案化金屬層在支撐基板200上。具體來說，如第3B圖所示，可先形成金屬層202在支撐基板200上。舉例來說，可藉由濺鍍(sputter)或化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)方法將金屬材料形成在支撐基板200上。金屬材料例如可包括例如鋁(aluminum)、鉑(platinum)、銀(silver)、鈦(titanium)、鉬(molybdenum)、鋅(zinc)、錫(tin)等金屬或其合金，但不以此為限。再如第3C圖所示，例如藉由濕蝕刻或乾蝕刻移除部分金屬層202，以形成圖案化金屬層204在支撐基板200上。在一些實施例中，可如第4圖所示，先形成輔助脫離層201於支撐基板200上，然後金屬層202再形成於輔助脫離層201上。輔助脫離層201例如是由適合的有機材料如聚對二甲苯(parylene)、矽烷(silane)、矽氧烷(siloxane)、有機氟化物、氟矽烷(FAS)、及其組合來形成。舉例而言，輔助脫離層201可只有數奈米厚。輔助脫離層201之功能將在後續段落作更進一步的說明。

接下來，如第3D圖所示，形成凹槽206在支撐基板200對應於未覆蓋圖案化金屬層204處，例如是藉由圖案化金屬層204為遮罩或是與圖案化金屬層202步驟相同的遮罩進行乾蝕刻或濕蝕刻而形成。凹槽206具有深度d。舉例來說，可藉由蝕刻製程來形成凹槽206，一般常用氟化物做為蝕刻劑，但不以此為限。

接著，如第3E圖所示，塗佈可撓性材料於支撐基板200及圖案化金屬層204上，該可撓性材料填充入凹槽206中，以 形成可撓性基板100。可撓性材料例如聚亞醯胺(polyimide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醯胺(polyamide,PA)等有機材料其中至少一者，但不以此為限。可撓性基板100具有第一表面102與第二表面104，其中第二表面104面對支撐基板200而第一表面102為相對於支撐基板200的另一面，且第一表面102實質上平坦。可撓性基板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大於第二厚度t2，第二厚度t2和第一厚度t1的差為第三厚度t3。凹槽206之深度d可實質上等於第三厚度t3。第一厚度t1、第二厚度t2、第三厚度t3之較適厚度如前所列，於此不再贅述。圖案化金屬層204位於可撓性基板100之第二表面104對應第二部分108處。圖案化金屬層204具有第五厚度t5。在一些實施例中，第五厚度t5大於等於30nm，特別是大於等於100nm。此外，圖案化金屬層204可能會因形成凹槽206的蝕刻製程而減薄，但須保留足以在後續步驟中保護將形成於其上方之元件的厚度。

受到可撓性材料本身特性和製程的影響，在一般的形成可撓性基板的製程之中，如聚亞醯胺之可撓性材料所形成的膜層的厚度難以降低，例如一般會大於5μm。然而，在此一製程方法中，凹槽206提供了足夠的深度，因此可撓性材料在圖案化金屬層204上可形成較薄的部分。這有助於將應力中性軸調整到顯示 裝置中須受到保護的元件，例如畫素單元110中之電晶體等等。如此一來，便可降低該些元件受到的應力影響。根據一些實施例，第二厚度t2和第五厚度t5的決定可配合應力中性軸之位置調整。在一些實施例中，除了須受到保護的元件之外，可撓性基板100較薄的第二部分108還可對應預定彎折的部分，例如非顯示區中的走線區或折疊顯示器中遮疊區等部分。

接下來，如第3F圖所示，形成複數個畫素單元110在可撓性基板100之第一表面102上。除了畫素單元110之外，也可形成其他顯示裝置之元件。舉例來說，可進行陣列製程，其包括形成畫素單元110的步驟在內，可形成多個導電層、介電層、阻隔層等等，在此不再贅述。製作可利用包括塗布、沉積、微影、蝕刻、離子植入與高溫處理等程序加以實現，但不以此為限。

之後，分離可撓性基板100和支撐基板200。如第3G圖所示，例如可使用雷射208從支撐基板200的下表面照射。在圖案化金屬層204直接形成在支撐基板200的實施例中，使用雷射208從支撐基板200的下表面照射，可能會使得在圖案化金屬層204和支撐基板200之介面發生反應，例如生成金屬氧化物，而有助於支撐基板200的分離。在形成有輔助脫離層201的實施例中，輔助脫離層201幫助支撐基板200的分離。

在前一步驟中，畫素單元110中較容易受到後續分離步驟影響的元件，特別是通道層可能會被雷射208損壞的電晶體，尤其例如是驅動電晶體，可配置在圖案化金屬層204上。如此一 來，在此步驟中，其便可受到圖案化金屬層204的保護，而不會被雷射208損壞。由於圖案化金屬層204提供保護效果，可提高分離步驟的製程容限。以鉬或鈦形成之圖案化金屬層204在後續接受308nm之雷射分離製程為例，大於等於300Å的第五厚度t5即可阻擋大部分的雷射(穿透率只有約1%)，當第五厚度t5大於等於1000Å時，雷射甚至完全無法通過。藉此，可避免雷射製程傷害到電晶體，影響到電晶體之特性。

如第3H圖所示，分離可撓性基板100和支撐基板200之後，圖案化金屬層204保留在可撓性基板100之第二表面104上的部分成為前述至少一圖案化金屬層120。圖案化金屬層120位於對應第二部分108處。圖案化金屬層120具有第四厚度t4。第四厚度t4約等於第五厚度t5，之間可能有差異的原因是或許有部分圖案化金屬層204會因分離程序而消耗移除。第四厚度t4小於第三厚度t3。

在本發明所提供之顯示裝置及其製造方法中，由於為了減少元件受到之應力影響而減薄的是可撓性基板，因此能夠避免製程複雜化、由於高低差而導致的製程不均勻性、阻氣阻水效果的下降、和演色性與電性等性質的惡化等問題。

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。

Claims (14)

1. 一種顯示裝置，包括：一可撓性基板，具有實質上平坦的一第一表面及相對該第一表面之一第二表面，且該可撓性基板包含一第一部分和一第二部分，該第一部分具有一第一厚度，該第二部分具有一第二厚度，該第一厚度大於該第二厚度，該第二厚度和該第一厚度的差為一第三厚度；複數個畫素單元，配置於該可撓性基板之該第一表面，且該些畫素單元包括至少一電晶體；以及一圖案化金屬層，配置於該可撓性基板之該第二表面對應該第二部分處，該圖案化金屬層具有一第四厚度，且該第三厚度大於該第四厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該可撓性基板之材料包括聚亞醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、和聚醯胺其中至少一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二厚度和該第一厚度之比值大於10%且小於50%。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第四厚度和該第三厚度的差大於1μm且小於25μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一厚度大於5μm且小於50μm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第二厚度大於2μm且小於10μm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第四厚度大於等於30nm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該至少一電晶體係對應該第二部分設置。
9. 一種顯示裝置的製造方法，包括：提供一支撐基板；形成一圖案化金屬層在該支撐基板上；形成一凹槽在該支撐基板對應於未覆蓋該圖案化金屬層處；塗佈一可撓性材料於該支撐基板及該圖案化金屬層上，該可撓性材料填充入該凹槽中，以形成一可撓性基板，其中該可撓性基板具有一第一表面以及一相對的第二表面，該第二表面面對於該支撐基板且該第一表面實質上平坦；形成複數個畫素單元在該可撓性基板之該第一表面上；以及分離該可撓性基板和該支撐基板，其中該圖案化金屬層保留在該可撓性基板的該第二表面上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的製造方法，其中該可撓性基板具有一第一部分和一第二部分，該第一部分具有一第一厚度，該第二部分具有一第二厚度，該第一厚度大於該第二厚度，該第二厚度和該第一厚度的差為一第三厚度。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置的製造方法，其中該圖案化金屬層位於對應該第二部分處，該圖案化金屬層具有一第四厚度，且該第三厚度大於該第四厚度。
12. 申請專利範圍第10項所述之顯示裝置的製造方法，其中該凹槽之深度實質上等於該第三厚度。
13. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的製造方法，其中分離該可撓性基板和該支撐基板的步驟包括：使用雷射從該支撐基板的下表面照射。
14. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的製造方法，更包含：形成一輔助脫離層於該支撐基板上，其中該圖案化金屬層係形成於該輔助脫離層上。