TWI640227B

TWI640227B - 撓性顯示裝置

Info

Publication number: TWI640227B
Application number: TW106115496A
Authority: TW
Inventors: 林冠嶧; 陳昱文; 洪裕傑; 盧俊宇
Original assignee: 元太科技工業股份有限公司
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-01
Also published as: CN107580410A; TW201813459A; CN107580410B

Abstract

一種撓性顯示裝置包含撓性基板、無機阻障層、金屬層、有機緩衝層與絕緣層。無機阻障層位於撓性基板上。金屬層位於無機阻障層上，且金屬層接觸無機阻障層。有機緩衝層覆蓋無機阻障層與金屬層。有機緩衝層具有至少一導電通道。導電通道連接金屬層。絕緣層位於有機緩衝層上。

Description

撓性顯示裝置

本案是有關於一種撓性顯示裝置。

在製作具有有機薄膜電晶體(Organic Thin Film Transistor；OTFT)的撓性顯示裝置時，可在撓性基板上依序形成阻障層、緩衝層與線路層。由於緩衝層一般為有機材質，而線路層一般為金屬材料，當線路層形成在緩衝層上方時，會造成線路層與緩衝層之間存在附著力不佳的問題。

當撓性顯示裝置因受力而彎折時，由於位於緩衝層上方的線路層因為附著力不佳，而造成線路層位移。如此一來，緩衝層上的線路層易因撓曲而斷裂。此外，在濕蝕刻製程中，非顯示區之緩衝層上的線路層，也易產生臨界尺寸變化(CD loss)過大的問題。因此，非顯示區的線寬與線距難以減少，使得非顯示區的寬度難以縮減。

本發明之一技術態樣為一種撓性顯示裝置。

根據本發明一實施方式，一種撓性顯示裝置包含撓性基板、無機阻障層、金屬層、有機緩衝層與絕緣層。無機阻障層位於撓性基板上。金屬層位於無機阻障層上，且金屬層接觸無機阻障層。有機緩衝層覆蓋無機阻障層與金屬層。有機緩衝層具有至少一導電通道。導電通道連接金屬層。絕緣層位於有機緩衝層上。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置具有顯示區與圍繞顯示區的周圍區，撓性顯示裝置更包含源極/汲極層與半導體層。源極/汲極層位於顯示區中且位於有機緩衝層上。源極/汲極層具有分開的源極區與汲極區。半導體層位於源極區與汲極區之間的有機緩衝層上，且半導體層延伸至源極區與汲極區背對有機緩衝層的表面上。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置更包含半導體保護層。半導體保護層位於半導體層上，且位於絕緣層與半導體層之間。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置更包含光阻層。光阻層位於半導體保護層上，且位於絕緣層與半導體保護層之間。

在本發明一實施方式中，上述導電通道連接源極區或汲極區。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置具有顯示區與圍繞顯示區的周圍區。撓性顯示裝置更包含至少一導電接點。導電接點位於周圍區中，且位於絕緣層上。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置更包含積體電路。積體電路位於周圍區與絕緣層上，且連接導電接點。

在本發明一實施方式中，上述有機緩衝層與絕緣層共同具有導電通道，且導電通道連接導電接點。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置更包含軟性電路板。軟性電路板位於周圍區中與絕緣層上，且連接導電接點。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置具有顯示區與圍繞顯示區的周圍區。金屬層位於周圍區中且具有複數個區段。

在本發明一實施方式中，上述金屬層的厚度介於3000埃至4000埃。

在本發明一實施方式中，上述撓性顯示裝置具有顯示區與圍繞顯示區的周圍區。金屬層具有第一區段與第二區段。撓性顯示裝置更包含保護層、第一導電接點、第二導電接點、第三導電接點、積體電路與軟性電路板。保護層位於絕緣層上。保護層、有機緩衝層與絕緣層具有共同的第一導電通道、第二導電通道與第三導電通道。第一導電接點、第二導電接點與第三導電接點位於該周圍區中，且位於保護層上。第一導電通道的兩端分別連接第一導電接點與第一區段，第二導電通道的兩端分別連接第二導電接點與第二區段，第三導電通道的兩端分別連接第三導電接點與第二區段。積體電路經由第一導電接點、第二導電接點、第一導電通道與第二導電通道連接第一區段與第二區段。軟性電路板經由該第三導電接點與第三導電通道電性連接第二區段。

在本發明上述實施方式中，由於金屬層非有機材料，且金屬層直接位於無機阻障層上，因此能讓金屬層與無機阻障層之間具有優良的附著力。當撓性顯示裝置因受力而彎折時，金屬層不易因撓曲而斷裂。此外，金屬層位於有機緩衝層下方，可避免有機緩衝層於無機阻障層上滑動而產生位移，進而讓有機緩衝層上方的線路不會因撓曲而斷裂。有機緩衝層具有電性連接金屬層的導電通道，使得有機緩衝層上方的線路可透過導電通道電性連接金屬層。另外，因金屬層位於無機阻障層上，不需考慮熱膨脹(Thermal extension)匹配問題，因此可選用金、銀之外的金屬材料，以在濕蝕刻製程中具有良好的臨界尺寸變化(CD loss)。如此一來，在非顯示區的金屬層其線寬與線距均可減少，使得非顯示區的寬度得以縮減，又或者，金屬層不占用非顯示區過多的空間以利模組封裝。

100‧‧‧撓性顯示裝置

102‧‧‧顯示區

104‧‧‧周圍區

110‧‧‧撓性基板

120‧‧‧無機阻障層

130‧‧‧金屬層

131a~131e‧‧‧區段

132‧‧‧表面

134‧‧‧表面

135a、135b‧‧‧導電通道

136‧‧‧區段

138‧‧‧區段

140‧‧‧有機緩衝層

150‧‧‧源極/汲極層

152‧‧‧源極區

153‧‧‧表面

154‧‧‧汲極區

155‧‧‧表面

160‧‧‧絕緣層

170‧‧‧半導體層

172‧‧‧半導體保護層

174‧‧‧光阻層

180‧‧‧保護層

190‧‧‧閘極

210‧‧‧畫素電極

222a‧‧‧導電接點

222b‧‧‧導電接點

222c‧‧‧導電接點

224a‧‧‧導電通道

224b‧‧‧導電通道

224c‧‧‧導電通道

230‧‧‧積體電路

240‧‧‧軟性電路板

2-2、3-3、4-4‧‧‧線段

第1圖繪示根據本發明一實施方式之撓性顯示裝置的俯視圖。

第2圖繪示第1圖之撓性顯示裝置沿線段2-2的剖面圖。

第3圖繪示第1圖之撓性顯示裝置沿線段3-3的剖面圖。

第4圖繪示第1圖之撓性顯示裝置沿線段4-4的剖面圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。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，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之撓性顯示裝置100的俯視圖。撓性顯示裝置100具有顯示區102與周圍區104，周圍區104圍繞顯示區102。如圖所示，第1圖的虛線內側為顯示區102，而虛線外側為周圍區104。顯示區102可意指畫素區(Pixel area)或主動區(Active area)，其內可具有電晶體陣列。周圍區104可意指非畫素區、非顯示區或遮蔽區，周圍區104內可具有線路。

第2圖繪示第1圖之撓性顯示裝置100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，撓性顯示裝置100包含撓性基板110、無機阻障層120、金屬層130、有機緩衝層140、絕緣層160與保護層180。其中，無機阻障層120位於撓性基板110上。金屬層130位於無機阻障層120上。有機緩衝層140位於金屬層130上。金屬層130的相對兩表面132、134分別接觸有機緩衝層140與無機阻障層120。有機緩衝層140其內具有導電通道135a。導電通道135a電性連接金屬層130。絕緣層160位於有機緩衝層140上。保護層180位於絕緣層160上。

在本實施方式中，撓性基板110的材料可以包含聚醯亞胺(Polyimide；PI)，但並不用以限制本發明。金屬層130的材料可以包含鋁、鉬、铬、鈦、銅、鎳或其合金(例如MoCr)。金屬層130的厚度可介於3000埃至4000埃。無機阻障層120的材質可以包含矽的氮化物(SiNx)或矽的氧化物(SiOx)，但並不用以限制本發明。

由於金屬層130非有機材料，且金屬層130直接位於無機阻障層120上，因此能讓金屬層130與無機阻障層120之間具有優良的附著力。當撓性顯示裝置100因受力而彎折時，金屬層130不易因撓曲而斷裂。此外，金屬層130位於有機緩衝層140下方，可避免有機緩衝層140於無機阻障層120上滑動而產生位移，進而讓有機緩衝層140上方的線路不會因撓曲而斷裂。另外，有機緩衝層140具有電性連接金屬層130的導電通道135a，使得有機緩衝層140上方的線路可透過導電通道135a電性連接金屬層130。

第2圖為顯示區102的剖面圖，撓性顯示裝置100更包含源極/汲極層150與半導體層170。源極/汲極層150位於顯示區102中且位於有機緩衝層140上。源極/汲極層150具有分開的源極區152與汲極區154。半導體層170位於源極區152與汲極區154之間的有機緩衝層140上。此外，半導體層170延伸至源極區152背對有機緩衝層140的表面153上，與汲極區154背對有機緩衝層140的表面155上。

在本實施方式中，導電通道135a電性連接源極區152與金屬層130，使得電流可經金屬層130傳輸至源極區152。在其他實施方式中，撓性顯示裝置100可具有導電通道135b而不具有導電通道135a，導電通道135b電性連接汲極區154與金屬層130，使得電流可經汲極區154傳輸至金屬層130。

此外，撓性顯示裝置100還包含半導體保護層172與光阻層174。半導體保護層172位於半導體層170上，且位於絕緣層160與半導體層170之間。光阻層174位於半導體保護層172上，且位於絕緣層160與半導體保護層172之間。

撓性顯示裝置100還包含閘極190與畫素電極210。閘極190位於絕緣層160上，且絕緣層160的一部分位於閘極190與半導體層170之間。閘極190由保護層180覆蓋。畫素電極210位於保護層180上，且一部分的保護層180位於畫素電極210與閘極190之間。

在本實施方式中，半導體保護層172的材質可以包含有機材料，成為有機半導體保護層(Organic Protective Layer；OPL)。光阻層174的材質可以包含有機材料，成為有機光阻(Organic Photoresist；OPR)層。絕緣層160的材質可以包含有機材料，成為有機閘極絕緣體(Organic Gate Insulator；OGI)。保護層180的材質可以包含有機材料，成為有機鈍化(Organic Passivation；OPV)層。

應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與材料將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明撓性顯示裝置100在周圍區104中的結構。

第3圖繪示第1圖之撓性顯示裝置100沿線段3-3的剖面圖。同時參閱第1圖與第3圖，第3圖為周圍區104的剖面圖，金屬層130位於周圍區104中且具有複數個區段131a、131b、131c、131d、131e。在周圍區104中的金屬層130可作為顯示區102外的周圍線路。有機緩衝層140覆蓋無機阻障層120與金屬層130的區段131a、131b、131c、131d、131e。金屬層130的區段數量並不用以限制本發明，依設計者需求而定。此外，在本實施方式中，圖案化金屬層130的方式可採濕蝕刻製程。

由於金屬層130位於無機阻障層120上，不需考慮熱膨脹(Thermal extension)匹配問題，因此可選用金、銀之外的金屬材料(例如鋁、鉬铬合金)，以在濕蝕刻製程中具有良好的臨界尺寸變化(Critical Dimension loss；CD loss)。如此一來，在周圍區104(非顯示區)的金屬層130其各區段131a、131b、131c、131d、131e的寬度(線寬)與相鄰兩區段之間的距離(線距)均可減少，使得周圍區104的寬度得以縮減，對於窄邊框設計有所助益，又或者，金屬層130占用周圍區104的空間得以縮減，以利模組封裝。

第4圖繪示第1圖之撓性顯示裝置100沿線段4-4的剖面圖。同時參閱第1圖與第4圖，第4圖的剖面位置為周圍區104用來電性連接積體電路230與軟性電路板240的區域。撓性顯示裝置100更包含第一導電接點222a、第二導電接點222b與第三導電接點222c。第一導電接點222a、第二導電接點222b與第三導電接點222c位於周圍區104中，且位於保護層180上。撓性顯示裝置100還包含積體電路230與軟性電路板240。積體電路230位於周圍區104中與保護層180上，且電性連接第一導電接點222a與第二導電接點222b。軟性電路板240位於周圍區104中與保護層180上，且電性連接第三導電接點222c。

在本實施方式中，金屬層130具有區段136、 138。有機緩衝層140、絕緣層160與保護層180具有共同的第一導電通道224a、第二導電通道224b與第三導電通道224c。其中，第一導電通道224a的兩端分別電性連接第一導電接點222a與金屬層130的區段136，第二導電通道224b的兩端分別電性連接第二導電接點222b與金屬層130的區段138。如此一來，積體電路230可經由第一導電接點222a、第二導電接點222b、第一導電通道224a與第二導電通道224b電性連接金屬層130的區段136、138。此外，第三導電通道224c的兩端分別電性連接第三導電接點222c與金屬層130的區段138，使得軟性電路板240可經由第三導電接點222c與第三導電通道224c電性連接金屬層130的區段138。

由於金屬層130位於無機阻障層120上，不需考慮熱膨脹匹配問題，因此金屬層130的厚度可增加以降低阻抗。此外，當撓性顯示裝置100彎折時，厚度大的金屬層130可避免因彎折而損壞。如此一來，金屬層130除了能穩固地設置在無機阻障層120上，還可具有較大的厚度來電性連接積體電路230與軟性電路板240，因此能有效提升撓性顯示裝置100的良率。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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

一種撓性顯示裝置，具有一顯示區與圍繞該顯示區的一周圍區，該撓性顯示裝置包含：一撓性基板；一無機阻障層，位於該撓性基板上；一金屬層，位於該無機阻障層上，且該金屬層接觸該無機阻障層；一有機緩衝層，覆蓋該無機阻障層與該金屬層，該有機緩衝層具有至少一導電通道，且該導電通道連接該金屬層；一絕緣層，位於該有機緩衝層上；一源極/汲極層，位於該顯示區且位於該有機緩衝層上，該源極/汲極層具有分開的一源極區與一汲極區；以及一半導體層，位於該源極區與該汲極區之間的該有機緩衝層上，且該半導體層延伸至該源極區與該汲極區背對該有機緩衝層的表面上。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，更包含：一半導體保護層，位於該半導體層上，且位於該絕緣層與該半導體層之間。
如請求項2所述的撓性顯示裝置，更包含：一光阻層，位於該半導體保護層上，且位於該絕緣層與該半導體保護層之間。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，其中該導電通道連接該源極區或該汲極區。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，更包含：至少一導電接點，位於該周圍區中，且位於該絕緣層上。
如請求項5所述的撓性顯示裝置，更包含：一積體電路，位於該周圍區與該絕緣層上，且連接該導電接點。
如請求項5所述的撓性顯示裝置，其中該有機緩衝層與該絕緣層共同具有該導電通道，且該導電通道連接該導電接點。
如請求項5所述的撓性顯示裝置，更包含：一軟性電路板，位於該周圍區中與該絕緣層上，且連接該導電接點。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，其中該金屬層位於該周圍區中且具有複數個區段。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，其中該金屬層的厚度介於3000埃至4000埃。
如請求項1所述的撓性顯示裝置，其中該金屬層具有一第一區段與一第二區段，該撓性顯示裝置更包含：一保護層，位於該絕緣層上，該保護層、該有機緩衝層與該絕緣層具有共同的一第一導電通道、一第二導電通道與一第三導電通道；一第一導電接點、一第二導電接點與一第三導電接點，位於該周圍區中，且位於該保護層上，其中該第一導電通道的兩端分別連接該第一導電接點與該第一區段，該第二導電通道的兩端分別連接該第二導電接點與該第二區段，該第三導電通道的兩端分別連接該第三導電接點與該第二區段；一積體電路，經由該第一導電接點、該第二導電接點、該第一導電通道與該第二導電通道連接該第一區段與該第二區段；以及一軟性電路板，經由該第三導電接點與該第三導電通道連接該第二區段。