TWI684810B - 顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板，包括基板、主動元件層設置於基板上、 第一電極設置於主動元件層上、絕緣層設置於第一電極上、複合結構、有機發光層以及第二電極設置於有機發光層上。第一電極與主動元件層電性連接。絕緣層具有第一開口以及定義第一開口的側壁。複合結構設置於絕緣層的側壁上，包括相堆疊的第一無機層及第一金屬層。第一金屬層與第一電極電性分離。有機發光層設置於絕緣層的第一開口中。

Description

顯示面板

本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種具有無機-金屬複合結構的顯示面板。

發光二極體(light emitting diode；LED)具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。

噴墨塗佈技術(Ink Jet Printing，IJP)在LED的製程上能夠提升材料利用率以降低製程成本，但在進行噴墨塗佈之前需形成對應畫素設置的擋牆(bank)，以定義每一畫素的區域。然而，在液滴噴塗於擋牆所構成的容置空間內時，液體的表面張力與擋牆附著力的不同導致後續經乾燥製程所形成之薄膜的厚度均勻度不佳，致使畫素周圍的亮度及色度與中心有明顯差異。

此外，LED的材料性質更容易受到水氣和氧氣的侵襲而變質，導致LED薄膜產生縮膜，使得畫素結構的發光效率降低，影響顯示品質。

本發明提供一種顯示面板，具有均勻的亮度及良好的顯示品質。

本發明的顯示面板，包括基板、主動元件層設置於基板上、第一電極設置於主動元件層上、絕緣層設置於第一電極上、複合結構、有機發光層以及第二電極設置於有機發光層上。第一電極與主動元件層電性連接。絕緣層具有第一開口以及定義第一開口的側壁。複合結構設置於絕緣層的側壁上，複合結構包括相堆疊的第一無機層及第一金屬層。第一金屬層與第一電極電性分離。有機發光層設置於絕緣層的第一開口中。

基於上述，本發明一實施例的顯示面板，由於包括相堆疊的第一無機層及第一金屬層的複合結構，且複合結構設置於絕緣層的側壁上，夾設於絕緣層與有機發光層之間。因此，複合結構可以隔離有機發光層與絕緣層。由於複合結構可以避免絕緣層所釋放出的氣體擴散至有機發光層，因此有機發光層不會受到水氣或氧氣的影響而變質或縮膜，進而能夠提供優良發光效率，並使顯示面板具有均勻的亮度及良好的顯示品質。

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。

10‧‧‧顯示面板

100‧‧‧基板

120‧‧‧主動元件層

130‧‧‧第一電極

140‧‧‧絕緣層

141‧‧‧上表面

142‧‧‧第一開口

142A‧‧‧邊緣

143‧‧‧側壁

144‧‧‧第二開口

160‧‧‧第二電極

180‧‧‧保護層

200A‧‧‧複合結構

200B‧‧‧複合線路結構

210A‧‧‧第一無機層

210B‧‧‧第二無機層

211A‧‧‧外邊緣

213A‧‧‧內邊緣

220A‧‧‧第一金屬層

220B‧‧‧第二金屬層

300‧‧‧有機發光層

A-A’、B-B’、C-C’‧‧‧剖面線

D‧‧‧距離

H1‧‧‧第一厚度

H2‧‧‧第二厚度

PS‧‧‧間隙物

圖1繪示為本發明一實施例的顯示面板的局部剖面示意圖。

圖2A繪示為本發明一實施例的顯示面板的局部上視示意圖。

圖2B繪示為圖2A沿剖面線B-B’的顯示面板的剖面示意圖。

圖2C繪示為圖2A沿剖面線C-C’的顯示面板的剖面示意圖。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。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，或者中間元件可以也存在。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，不存在中間元件。如本文所使用的，”連接”可以指物理及/或電性連接。再者，”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”、”第二”、”第三”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。因此，下面討論的”第一元件”、”部件”、”區域”、”層”或”部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

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1繪示為本發明一實施例的顯示面板的局部剖面示意圖。圖2A繪示為本發明一實施例的顯示面板的局部上視示意圖，圖2A為了方便說明及觀察，僅示意性地繪示部分構件。圖2B繪示為圖2A沿剖面線B-B’的顯示面板的剖面示意圖。圖2C繪示為圖2A沿剖面線C-C’的顯示面板的剖面示意圖。請先參考圖1及圖2A，圖1繪示為圖2A沿剖面線A-A’的顯示面板10的剖面，包括基板100、主動元件層120、第一電極130、絕緣層140、複合結構200A、有機發光層300以及第二電極160。在本實施例中，更選擇性地包括保護層180設置於第二電極160上，但本發明不以此為限。

在本實施例中，主動元件層120設置於基板100上。基板100的材料可以是玻璃、石英、有機聚合物、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，則在基板100上覆蓋一層絕緣層(未繪示)，以避免短路問題。主動元件層120可例如是主動元件陣列(未繪示)，其中上述的主動元件陣列包括多個薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)(未繪示)。薄膜電晶 體例如為低溫多晶矽薄膜電晶體(low temperature poly-Si，LTPS)或非晶矽薄膜電晶體(amorphous Si，a-Si)，但本發明不以此為限。

第一電極130設置於主動元件層120上，且第一電極130與主動元件層120電性連接。第一電極130的材料為導體材料，例如鋁(Al)、銀(Ag)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎂(Mg)、鉑(Pt)、金(Au)或其組合。第一電極130可以是單層、雙層或多層結構。舉例而言，第一電極130可以是由ITO/Ag/ITO所構成的三層結構，但本發明不以此為限。在其他實施例中，第一電極130也可以是Ti/Al/Ti或是由Mo/Al/Mo所構成的三層結構。在一些實施例中，第一電極130包括反射電極，其材料可以是對可見光具有良好反射率的金屬，例如鋁、鉬、金或其組合。在一些實施例中，第一電極130的形成方法可以是化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、蒸鍍(VTE)、濺鍍(SPT)或其組合。在一些實施例中，第一電極130可作為有機發光層300的陽極(anode)，但本發明不以此為限。

在本實施例中，絕緣層140設置於第一電極130上。絕緣層140具有第一開口142以及定義第一開口142的側壁143。舉例而言，在形成有機發光層300之前，需先藉由絕緣層140的第一開口142來定義每一畫素的區域。換句話說，絕緣層140及定義開口142的側壁143作為顯示面板10的擋牆結構。之後再將有機發光層300以噴墨塗佈製程設置於第一開口142中。在一些實 施例中，絕緣層140可為疏水性材料，例如以含氟的負型光阻為材料，並經過黃光微影等製程以形成側壁143來定義第一開口142。如此一來，噴墨塗佈於第一開口142內的液體可良好的固定於其中。

在本實施例中，有機發光層300設置於絕緣層140的第一開口142中。有機發光層300例如為作為畫素的發光結構。在一些實施例中，有機發光層300可為多層結構，包括電洞注入層(hole injection layer，HIL)、電洞傳輸層(hole transfer layer，HTL)、發光層(emission layer，EL)和電子傳輸層(electro transfer layer，ETL)。圖1為了方便說明及清楚表示，僅以一層結構表示。

在一些實施例中，電洞注入層的材料例如是苯二甲藍銅、星狀芳胺類、聚苯胺、聚乙烯二氧噻吩或其他適合的材料。電洞傳輸層的材料例如是三芳香胺類、交叉結構二胺聯苯、二胺聯苯衍生物或其他適合的材料。發光層可以是紅色有機發光圖案、綠色有機發光圖案、藍色有機發光圖案或是混合各頻譜的光產生的不同顏色(例如白、橘、黃等)發光圖案。電子傳輸層的材料可以是噁唑衍生物及其樹狀物、金屬螯合物(例如Alq₃)、唑類化合物、二氮蒽衍生物、含矽雜環化合物或其他適合的材料。

在本實施例中，為了提升材料的利用率以降低顯示面板10的製造成本，可藉由噴墨塗佈(ink jet printing，IJP)製程來形成有機發光層300。舉例而言，電洞注入層、電洞傳輸層和發光層可由噴墨塗佈製程形成於第一電極130上且位於第一開口142 中；而電子傳輸層是藉由熱蒸鍍製程形成於發光層上，以降低有機發光層300的驅動電壓。基於液體的表面張力與絕緣層140的側壁143之吸附力的不同會導致液滴乾燥過程有膜厚不均的狀況，故以上述製程所形成的有機發光層300的厚度隨著靠近側壁143漸增。舉例而言，有機發光層300的邊緣於側壁143與第一電極130的交接處的厚度為第一厚度H1。有機發光層300於第一開口142中的第一電極130上的厚度為第二厚度H2。相較於第二厚度H2，具有第一厚度H1的有機發光層300更靠近側壁143，因此第一厚度H1>第二厚度H2。如此，有機發光層300在剖面上具有自中心往周邊的厚度漸增的凹型弧面。如前文所述及圖1所示，有機發光層300的厚度會往靠近側壁143的方向而漸增，因此於垂直基板100的方向上，有機發光層300最靠近側壁143的厚度會大於有機發光層300靠近第一開口142的中心點(例如：第一開口142中最遠離側壁143的點)的厚度。基於上述，第二厚度H2可被定義為有機發光層300於第一電極130上，位於第一開口142的中心點的最小厚度，但本發明不以此為限。實質上，第二厚度H2也會包括有機發光層300往靠近複合結構200A與第一電極130交接處而逐漸增加的厚度，也就是說，第二厚度H2是由第一開口142的中心點往靠近側壁143方向而漸增的厚度(但有機發光層300的第二厚度H2不重疊複合結構200A)。此外，第一厚度H1是定義為有機發光層300於側壁143與第一電極130的交接處上，且於上述的交接處上重疊複合結構200A的厚度。換句話說， 第一厚度H1實質上是有機發光層300靠近側壁143且重疊複合結構200A的厚度。

在一些實施例中，電洞注入層、電洞傳輸層、發光層和電子傳輸層也可藉由噴墨塗佈製程形成，本發明不以此為限。

在本實施例中，第二電極160設置於有機發光層300上。舉例而言，有機發光層300夾設於第一電極130與第二電極160之間。在本實施例中第二電極160可以整面的方式形成在絕緣層140上並重疊第一開口142、有機發光層300及第一電極130，但本發明不以此為限。第二電極160的材料可為透明的導體材料，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物或銦鍺鋅氧化物等金屬氧化物。在一些實施例中，第二電極160的形成方法可以是化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積(ALD)、蒸鍍(VTE)、濺鍍(SPT)或其組合。在一些實施例中，第二電極160可作為有機發光層300的陰極(cathode)。

值得注意的是，請參考圖1及圖2A，本實施例的顯示面板10具有複合結構200A設置於絕緣層140的側壁143上，且複合結構200A夾設於絕緣層140與有機發光層300之間。複合結構200A包括相堆疊的第一無機層210A及第一金屬層220A。在本實施例中，複合結構200A部分覆蓋絕緣層140的上表面141，且複合結構200A自上表面141延伸至第一電極130上。舉例而言，第一無機層210A設置於絕緣層140上，且第一金屬層220A設置於第一無機層210A上。第一無機層210A的材料例如為氧化矽、氮 化矽、氮氧化矽或其他合適的材料，且可達成10^-2~-4g/m²/day的水氣透過率(water vapor transmission rate，WVTR)。第一金屬層220A的材料例如為金屬或金屬合金，例如鋁(Al)、銀(Ag)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎂(Mg)、鉑(Pt)、金(Au)或其組合或其他合適的材料，且可進一步降低水氣透過率至小於10^-4g/m²/day。如此一來，在高溫以及高濕的操作情況下，由絕緣層140所釋放出的氣體(out gassing)不會擴散至有機發光層300。藉此，有機發光層300的材料不會受到水氣或氧氣的影響而變質或縮膜，以提供優良發光效率，並使顯示面板10具有均勻的亮度及良好的顯示品質。

在本實施例中，第一無機層210A可以是單層或多層的結構，第一金屬層220A也可以是單層或多層的結構，本發明不以此為限。在上述的設置下，複合結構200A整體的水氣透過率可更進一步地降低。

在本實施例中，第一無機層210A部份設置於第一電極130上，且第一金屬層220A位於第一無機層210A上，以與第一電極130電性分離。第一金屬層220A於基板100上的正投影位於第一無機層210A於基板100上的正投影內。如此，第一金屬層220A與第一電極130之間由第一無機層210A隔開，以確保第一金屬層220A與第一電極130電性分離，避免短路。

請參考圖1、圖2A及圖2B，第一無機層210A包括外邊緣211A及內邊緣213A。外邊緣211A設置於絕緣層140的上表面 141上。內邊緣213A設置於第一電極130上。於垂直基板100的方向上，第一開口142的邊緣142A與內邊緣213A之間具有距離D，且距離D為5微米至10微米。如此，複合結構200A可以部份地設置在第一開口142的邊緣142A，也就是側壁143與第一電極130的交接處。如此，於上述側壁143與第一電極130的交接處上形成的有機發光層300可與複合結構200A重疊，以減少有機發光層300位於上述交接處且重疊複合結構200A的第一厚度H1與位於第一電極130上的第二厚度H2的差距。換句話說，有機發光層300位於第一開口142中的膜厚可以整體地更為一致與均勻，使有機發光層300的亮度及色度更為均勻。藉此，顯示面板10可以具有均勻的亮度及良好的顯示品質。

在上述的設置下，複合結構200A更可以進一步地將有機發光層300的發光範圍自第一開口142的邊緣142A(亦即側壁143)，往第一開口142的中心縮減5微米至10微米。如此，有機發光層300的發光範圍可進一步地遠離側壁143，使有機發光層300的發光範圍內的膜厚更均勻，進而使亮度及色度也更為均勻。藉此，顯示面板10可以具有均勻的亮度及良好的顯示品質。

請參考圖1、圖2A及圖2C，在本實施例中，顯示面板10更包括複合線路結構200B設置於絕緣層140的上表面141上。複合線路結構200B包括相堆疊的第二無機層210B及第二金屬層220B。舉例而言，第二無機層210B設置於絕緣層140上，且第二金屬層220B設置於第二無機層210B上。第二無機層210B的材 料例如為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其他合適的材料。第二金屬層220B的材料例如為金屬或金屬合金，例如鋁(Al)、銀(Ag)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎂(Mg)、鉑(Pt)、金(Au)或其組合或其他合適的材料。

在本實施例中，第一無機層210A與第二無機層210B為同一膜層，且可以同時製作。第一金屬層220A與第二金屬層220B為同一膜層，且可以同時製作。在本實施例中，複合線路結構200B環繞複合結構200A設置，且複合結構200A與複合線路結構200B彼此分離。舉例而言，複合結構200A與複合線路結構200B之間具有第二開口144，且第二開口144暴露絕緣層140的上表面141。在本實施例中，複合結構200A與複合線路結構200B的設置可以透過先形成無機材料層(未繪示)以及金屬材料層(未繪示)，再經過黃光微影等製程以形成第二開口144，分離複合結構200A與複合線路結構200B。藉此，可以同時形成複合結構200A與複合線路結構200B，以簡化製程及降低成本。

在本實施例中，第二電極160電性連接複合線路結構200B。如此，第二電極160可進一步透過複合線路結構200B的第二金屬層220B，降低第二電極160的阻值。由於第二電極160的阻值可被降低，因此顯示面板10整體的電阻電容負載(resistance-capacitance loading，R-C loading)可被改善，提升顯示面板10的性能。

在本實施例中，顯示面板10更包括間隙物PS。間隙物 PS設置於複合線路結構200B的第二金屬層220B上。由於絕緣層140可為疏水性材料(例如為含氟的負型光阻)，因此間隙物PS不容易固定在絕緣層140上，而會影響顯示面板10整體的可靠度及均勻度，降低顯示品質。在上述的配置下，由於間隙物PS與金屬材料具有良好的接合力，因此間隙物PS與第二金屬層220B之間的黏著性可以提升。如此，間隙物PS可以良好地固定於第二金屬層220B上，提升顯示面板10的可靠度及顯示品質。

綜上所述，本發明一實施例的顯示面板，由於包括相堆疊的第一無機層及第一金屬層的複合結構，且複合結構設置於絕緣層的側壁上，夾設於絕緣層與有機發光層之間。因此，複合結構可以隔離有機發光層與絕緣層。由於複合結構所包括的第一無機層與第一金屬層可以降低水氣透過率，因此可以避免絕緣層所釋放出的氣體擴散至有機發光層。藉此，有機發光層不會受到水氣或氧氣的影響而變質或縮膜，以提供優良發光效率，並使顯示面板具有均勻的亮度及良好的顯示品質。此外，複合結構還可以使有機發光層的膜厚可以整體地更為一致與均勻，使有機發光層的亮度及色度更為均勻。另外複合結構更可以界定有機發光層的發光範圍，使發光範圍內的膜厚更均勻，進而使亮度及色度也更為均勻。

本發明一實施例的顯示面板更包括相堆疊的第二無機層及第二金屬層的複合線路結構。複合線路結構更可以進一步地降低第二電極的阻值，提升顯示面板的性能。複合線路結構還可以 提升間隙物與第二金屬層之間的黏著性。如此，間隙物可以良好地固定於第二金屬層上，提升顯示面板的可靠度及顯示品質。

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。

10‧‧‧顯示面板

100‧‧‧基板

120‧‧‧主動元件層

130‧‧‧第一電極

140‧‧‧絕緣層

141‧‧‧上表面

142‧‧‧第一開口

142A‧‧‧邊緣

143‧‧‧側壁

144‧‧‧第二開口

160‧‧‧第二電極

180‧‧‧保護層

200A‧‧‧複合結構

200B‧‧‧複合線路結構

210A‧‧‧第一無機層

210B‧‧‧第二無機層

211A‧‧‧外邊緣

213A‧‧‧內邊緣

220A‧‧‧第一金屬層

220B‧‧‧第二金屬層

300‧‧‧有機發光層

A-A’‧‧‧剖面線

D‧‧‧距離

H1‧‧‧第一厚度

H2‧‧‧第二厚度

Claims (10)

1. 一種顯示面板，包括：一基板；一主動元件層，設置於該基板上；一第一電極，設置於該主動元件層上，且與該主動元件層電性連接；一絕緣層，設置於該第一電極上，且具有一第一開口以及定義該第一開口的一側壁；一複合結構，設置於該絕緣層的該側壁上，其中該複合結構包括相堆疊的一第一無機層及一第一金屬層，且該第一金屬層與該第一電極電性分離；一有機發光層，設置於該絕緣層的該第一開口中；以及一第二電極，設置於該有機發光層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該第一金屬層於該基板上的正投影位於該第一無機層於該基板上的正投影內。
3. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，其中該複合結構部分覆蓋該絕緣層的一上表面，且該複合結構自該上表面延伸至該第一電極上。
4. 如申請專利範圍第3項所述的顯示面板，其中該第一無機層包括一外邊緣及一內邊緣，該外邊緣設置於該上表面上，該內邊緣設置於該第一電極上，其中於垂直該基板的方向上，該第 一開口的邊緣與該內邊緣之間具有一距離，該距離為5微米至10微米。
5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示面板，其中該有機發光層的邊緣於該側壁與該第一電極的交接處的厚度為第一厚度H1，該有機發光層於該第一開口中的該第一電極上的厚度為第二厚度H2，且H1>H2。
6. 如申請專利範圍第1項所述的顯示面板，更包括一複合線路結構設置於該絕緣層的一上表面上，該複合線路結構包括相堆疊的一第二無機層及一第二金屬層，其中該第一無機層與該第二無機層為同一膜層，該第一金屬層與該第二金屬層為同一膜層。
7. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板，其中該第二電極電性連接該複合線路結構。
8. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板，更包括一間隙物，該間隙物設置於該複合線路結構的該第二金屬層上。
9. 如申請專利範圍第6項所述的顯示面板，其中該複合線路結構環繞該複合結構，該複合結構與該複合線路結構彼此分離。
10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示面板，其中該複合結構與該複合線路結構之間具有一第二開口，該第二開口暴露該絕緣層的該上表面。

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