TWI762060B - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示裝置包含：包含具有第一色子像素的顯示區域及位於顯示區域內的透明區域之基板；於基板上位於顯示區域中的陣列層；於陣列層上位於第一色子像素中的第一電極；位於第一電極上的第一發光輔助層；於第一發光輔助層上位於第一色子像素中的發光材料層；位於發光材料層上的第二發光輔助層；於第二發光輔助層上位於透明區域中的防止沉積層；位於第二發光輔助層上的第二電極。第二電極選擇性地設置於沒有設置防止沉積層的區域中；位於防止層基層及第二電極上的封裝層；於封裝層上位於顯示區域中的極化層；以及在基板之下位於透明區域中的輔助設備。

Description

顯示裝置及其製造方法
本發明關於一種顯示裝置，特別是一種包含用於輔助設備的透明區域之顯示裝置及此顯示裝置的製造方法，其中輔助設備例如為影像擷取器或指紋感測器。
行動終端為能透過無線通訊發送及接收音訊、文字訊號(character)及影像資料的可攜式終端。如有機發光二極體顯示裝置的平坦面板顯示器(flat panel display，FPD)可用於行動終端。
近來，已提出包含輔助設備的行動終端，且輔助設備例如為用於拍攝的影像擷取器或用於驗證的指紋感測器。
在行動終端中，輔助設備設置於顯示面板的背面，且顯示面板包含對應於輔助設備的透明區域，以使得輔助設備能辨識出顯示面板的前表面之上之物體。
為了降低非顯示區域的邊框尺寸並擴張顯示區域，用於輔助設備的透明區域是設置於顯示區域內。在完成顯示面板之後，會透過如雷射修整的切除製程移除透明區域的基板、陣列層、發光二極體、封裝層與極化層。因此，可增加透明區域的透射率。
然而，額外進行切除製程會使得製造成本增加並使生產力(productivity)下降。
此外，因為基板上的發光二極體及封裝層會透過切除製程移除，所以封裝層及發光二極體的側面會暴露於外。因此，外部的氧氣或水氣會透過封裝層及發光二極體的側面注入，而於顯示面板中產生諸如微粒之劣化。
為了防止產生這種劣化，會藉由在發光二極體之下的陣列層中形成凹槽來使發光二極體分離出來。然而，額外進行形成凹槽的製程會更增加製造成本並使生產力進一步下降。
因此，本發明是針對一種顯示裝置及其製造方法，它們實質上解決因習知技術的缺點及限制所導致的一或多個問題。
本發明的一目的在於提供一種包含透明區域的顯示裝置及其製造方法，在此製造方法中，第二電極使用防止沉積層而選擇性地形成於除了透明區域以外的顯示區域中。
本發明的另一目的在於提供一種包含透明區域的顯示裝置及其製造方法，在此製造方法中，第二電極選擇性地形成於顯示區域及部分的透明區域中。
本發明額外的特徵及優點將於下文中闡述，並將基於下文而部分地為顯而易見的或可透過實施本發明習得。本發明的這些及其他的優點將由說明書、請求項及圖式中具體指出的結構所實現及獲得。
為了達成這些及其他優點並根據本發明的目的，於此實施及廣泛地描述，顯示裝置包含一基板、一陣列層、一第一電極、一第一發光輔助層、一發光材料層、一第二發光輔助層、一防止沉積層、一第二電極、一封裝層、一極化層以及一輔助設備。基板包含一顯示區域以及一透明區域。顯示區域具有多個第一色子像素。透明區域位於顯示區域內。陣列層位於基板上的顯示區域中。第一電極於陣列層上位於各個第一色子像素中。第一發光輔助層位於第一電極上。發光材料層於第一發光輔助層上位於各個第一色子像素中。第二發光輔助層位於發光材料層上。防止沉積層於第二發光輔助層上位於透明區域中。第二電極位於第二發光輔助層上。第二電極選擇性地設置於沒有設置防止沉積層的區域中。封裝層位於防止沉積層及第二電極上。極化層於封裝層上位於顯示區域中。輔助設備在基板之下位於透明區域中。
於另一態樣中，製造顯示裝置的方法包含：在一基板上形成一陣列層，基板包含一顯示區域以及一透明區域，顯示區域具有多個第一色子像素，透明區域位於顯示區域內，陣列層設置於顯示區域中；於陣列層上在各個第一色子像素中形成一第一電極；在第一電極上形成一第一發光輔助層；於第一發光輔助層上在各個第一色子像素中形成一發光材料層；在發光材料層上形成一第二發光輔助層；於第二發光輔助層上在透明區域中形成一防止沉積層；在第二發光輔助層上形成一第二電極，第二電極選擇性地設置於沒有設置防止沉積層的區域中；在防止沉積層以及第二電極上形成一封裝層；於封裝層上在顯示區域中形成一極化層；以及在基板之下於透明區域中形成一輔助設備。
可以理解的是，以上的概略描述及以下的詳細描述皆為示例性的並用於提供所請之發明的進一步解釋。
將透過以下參照附圖描述的示例性實施例使本發明的優點與特徵以及實施其之方法更加清楚。然，本發明可用不同的形式實施且不以於此闡述的示例性實施例為限。這些實施例反而是用於使本發明足夠清楚以使熟悉本技藝者能理解本發明的範圍。此外，本發明僅由請求項的範圍所界定。
圖式中用於描述本發明的實施例之外形、尺寸、比例、角度及數量僅為示例。因此，本發明並不以所繪示的細節為限。通篇說明書中，相似的標號代表相似的元件。在下文中，當習知的功能或構造之詳細描述會不必要地模糊本發明的重點時，可將它們地詳細描述省略。仔本說明書中使用用語「包含」、「包括」、「具有」時，除非有使用限制性用語「僅」，否則可添加另一個部件。除非另有說明，否則單數的態樣包含多數的態樣。
在描述元件時，即使沒有詳細說明誤差及公差範圍，元件仍應被解釋為包含誤差或公差範圍。
在描述位置關係時，當兩個部件之間的位置關係例如使用「上」、「之上」、「之下」或「旁」描述時，除非有使用限制性用語「緊」或「直接」，否則可以有一或多個其他部件設置於這兩個部件之間。
可以理解的是，雖然用語「第一」、「第二」等可於此用來描述各種元件，但這些元件不應被這些用語限制。這些用語僅用於分辨元件。舉例來說，在不脫離本發明的範圍之情況下，第一元件能稱為第二元件，相似地，第二元件能稱為第一元件。
本發明的各種實施例之特徵可部分或整體地彼此耦接或結合，且可用各種方式彼此協作，並技術性地用熟悉本技藝者能充分理解的方式驅動。本發明的實施例能彼此獨立地實施或可透過共同相關的關係實施。
以下，將參照附圖詳細描述根據本發明的實施例之顯示裝置及顯示裝置的製造方法。在下文中，通篇相似的標號指相似的元件。當與本文件相關的習知功能或構造的詳細描述不必要地模糊本發明的概念時，將省略或簡短說明其詳細描述。
圖1呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置，且圖2呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的子像素。圖1及圖2中的顯示裝置示例性地繪示為有機發光二極體顯示裝置。
於圖1中，顯示裝置110包含一時序控制件180、一資料驅動件182、一閘極驅動件184及一顯示面板186。
時序控制件180使用從外部系統傳來的多個時序訊號及影像訊號來產生閘極控制訊號、資料控制訊號及影像資料，其中外部系統例如為顯示卡或電視系統。時序控制件180將資料控制訊號及影像資料供應給資料驅動件182並將閘極控制訊號供應給閘極驅動件184。
資料驅動件182使用從時序控制件180傳來的影像資料及資料控制訊號來產生資料訊號(資料電壓)，並將資料電壓供應給顯示面板186的資料線路DL。
閘極驅動件184使用從時序控制件180傳來的閘極控制訊號來產生閘極訊號(閘極電壓)並將閘極電壓供應給顯示面板186的閘極線路GL。
顯示面板186使用閘極訊號及資料訊號顯示影像。顯示面板186包含閘極線路GL、資料線路DL及連接於閘極線路GL及資料線路DL的多個子像素SP(如圖2所示)。
舉例來說，各個子像素SP可由彼此交錯的閘極線路GL及資料線路DL所界定，且這些子像素SP可包含分別對應紅色、綠色及藍色的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb。
各個子像素SP包含多個薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)。舉例來說，各個子像素SP可包含開關薄膜電晶體、驅動薄膜電晶體、儲存電容器及發光二極體。
在圖2中，根據本發明第一實施例的有機發光二極體顯示裝置110之各個子像素SP包含一開關薄膜電晶體Ts、一驅動薄膜電晶體Td、一儲存電容器Cs及一發光二極體De。
開關薄膜電晶體Ts根據閘極線路GL的閘極訊號來將資料線路DL的資料訊號供應給驅動薄膜電晶體Td，且驅動薄膜電晶體Td根據透過開關薄膜電晶體Ts施加到閘極電極的資料訊號來將高位準電壓ELVDD供應給發光二極體De。
發光二極體De根據對應於資料訊號的電壓與低位準電壓ELVSS之間的電壓差，來使用各種電流顯示各種灰階位準。
圖3為根據本發明第一實施例的顯示裝置之平面圖。圖4為圖3中的透明區域及顯示區域的邊界區域之局部放大平面圖。圖5為沿圖4中的割面線V-V繪示之剖面示意圖。顯示裝置示例性地繪示為上置觸控類型(on-cell touch type)及頂發光類型的有機發光二極體顯示裝置。
於圖3、圖4及圖5中，根據本發明第一實施例的顯示裝置110包含一顯示區域DA、一透明區域TA及一非顯示區域NDA。顯示區域DA用於顯示影像並感測觸控行為。透明區域TA位於顯示區域DA內。非顯示區域NDA環繞顯示區域DA。
顯示裝置110包含顯示面板186、一系統件170及一輔助設備172。顯示面板186可透過影像顯示傳送訊息給使用者並可透過觸控感測接收來自使用者的訊息。系統件170可用顯示面板及輔助設備172發送及接收訊號與電力。輔助設備172可透過顯示面板186接收訊息，如物體的外形。
背板162支撐並保護基板120。背板162可包含塑膠且可具有約1.6的折射率，其中塑膠例如為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)。
基板120設置於整個背板162上，且一閘極絕緣層122、一層間絕緣層124及一鈍化層126依序設置於基板120上的顯示區域DA中。
基板120包含顯示區域DA及透明區域TA。顯示區域DA包含多個第一色子像素，如紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb，且透明區域TA設置於顯示區域DA內。
基板120可包含玻璃或塑膠且可具有約1.6的折射率，其中塑膠例如為聚對苯二甲酸乙二酯。
諸如開關薄膜電晶體Ts(如圖2所示)及驅動薄膜電晶體Td(如圖2所示)的多個薄膜電晶體及儲存電容器Cs(如圖2所示)可設置於各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb的閘極絕緣層122、層間絕緣層124及鈍化層126之中。
舉例來說，閘極絕緣層122可設置於驅動薄膜電晶體Td及開關薄膜電晶體Ts的半導體層與閘極電極之間，層間絕緣層124可設置於閘極電極與源極電極之間，以及開關薄膜電晶體Ts及驅動薄膜電晶體Td的汲極電極與閘極電極之間，且鈍化層126可設置於開關薄膜電晶體Ts及驅動薄膜電晶體Td的汲極電極與源極電極上。
第一電極128設置於鈍化層126上的各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中，且第一發光輔助層130設置於具有第一電極128的整個基板120上。
第一電極128可包含具有相對較高反射率之第一金屬材料層以及具有相對較高功函數(work function)之第二透明導體材料層。
舉例來說，第一電極128可為將電洞供應給發光材料層132的陽極且可連接於驅動薄膜電晶體Td。
第一發光輔助層130可包含電洞注入層及電洞傳輸層，電洞注入層將電洞注入到發光材料層132中，電洞傳輸層將電洞傳輸到發光材料層132。電洞注入層及電洞傳輸層可依序設置於第一電極128上。
發光材料層132設置於第一發光輔助層130上的各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中，且第二發光輔助層134設置於具有發光材料層132的整個基板120上。
發光材料層132將從第一電極128供應的電洞以及從第二電極140供應的電子結合以進行發光。
雖然紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb的發光材料層132示例性地包含不同材料以分別發出紅光、綠光及藍光，但在第一實施例中，紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb的發光材料層132可具有相同材料的相同的結構以發出白光，且可於另一實施例中將色彩濾波器層(color filter layer)設置於第二電極140上。
第二發光輔助層134可包含將電子傳輸給發光材料層132的電子傳輸層以及注入電子的電子注入層。電子傳輸層及電子注入層可依序設置於發光材料層132上。
舉例來說，電子注入層可具有約10埃(Å)至約40 Å的厚度。
各個第一發光輔助層130及第二發光輔助層134可具有約1.8的折射率。
雖然材料相同的第一發光輔助層130及第二發光輔助層134在第一實施例中示例性地設置於整個基板120上，第一發光輔助層130及第二發光輔助層134可用不同材料選擇性地設置於紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中。
第二電極140及防止沉積層142分別設置於第二發光輔助層134上的顯示區域DA及透明區域TA中。
第二電極140選擇性地設置於沒有形成防止沉積層142的區域中。因此，第二電極140及防止沉積層142可互斥地(exclusively)彼此設置。
第二電極140可包含具有半透射率及相對較低功函數之金屬層。
舉例來說，第二電極140可為將電子供應給發光材料層132的陰極。第二電極140可具有約100 Å至約200 Å的厚度且可包含鎂銀(magnesium silver，MgAg)。
第一電極128、第一發光輔助層130、發光材料層132、第二發光輔助層134及第二電極140構成發光二極體。
防止沉積層142可包含具有相對較低的表面能之有機材料，而使得金屬材料在形成第二電極140時不會被吸附於防止沉積層142上，而從防止沉積層142脫離。
舉例來說，防止沉積層142可具有約20 Å至約300 Å的厚度。
後續將說明防止沉積層142。
封裝層150設置於具有第二電極140及防止沉積層142的整個基板120上，且觸控層152設置於具有封裝層150的整個基板120上。
封裝層150防止外部氧氣或水氣滲入。封裝層150可包含多個有機材料層及多個無機材料層，並可具有約1.8的折射率。
觸控層152感測觸控行為。觸控層152可包含多個觸控電極及絕緣層，且絕緣層可具有約1.5的折射率。
雖然觸控層152在第一實施例中示例性地設置於封裝層150上，但觸控層152可設置於包含閘極絕緣層122、層間絕緣層124及鈍化層126的陣列層中或可於另一實施例中被省略。
極化層154設置於觸控層152上的顯示區域DA中，且黏著層156設置於極化層154上的顯示區域DA中。
極化層154使外部光藉由陣列層及發光二極體上的反射產生的再發光(re-emission)最小化。極化層154可包含依序堆疊於觸控層152上的四分之一波板(quarter wave plate)及線性極化層。
玻璃蓋160設置於具有黏著層156的整個基板120上。玻璃蓋160保護觸控層152、發光二極體及這些薄膜電晶體。
背板162、基板120、這些薄膜電晶體、發光二極體及玻璃蓋160構成顯示面板。
系統件170及輔助設備172在背板162之下分別設置於顯示區域DA及透明區域TA中。
在根據本發明第一實施例的顯示裝置110中，未進行移除透明區域TA的封裝層150及發光二極體的切除製程。相反地，因為發光二極體之第二電極140使用防止沉積層142選擇性地形成於顯示區域DA中，所以封裝層150及發光二極體的側面不會暴露於外。因此，得以最小化外部氧氣或外部水氣的滲入及最小化諸如微粒之劣化。
此外，因為省略諸如雷射修整的切除製程及形成凹槽的製程，所以簡化了製程而降低製造成本並提升生產力。
以下將描述顯示裝置110的製造方法。
圖6A至圖6E為呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的製造方法之剖面示意圖。圖7為相對根據本發明第一實施例的顯示裝置的表面能(surface energy)之多個材料的吸附及脫附(desorption)。圖8呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的多個材料之行為。
於圖6A中，多個薄膜電晶體(如圖2中的開關薄膜電晶體Ts及驅動薄膜電晶體Td)及儲存電容器Cs(如圖2所示)可被設置於閘極絕緣層122、層間絕緣層124及鈍化層126中。
可透過光刻製程(photolithographic process)形成這些薄膜電晶體及第一電極128。
接著，可在具有第一電極128的整個基板120上形成第一發光輔助層130，在第一發光輔助層130上的各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中形成發光材料層132，且在具有發光材料層132的整個基板120上形成第二發光輔助層134。
可使用陰影遮罩(shadow mask)透過熱蒸發製程(thermal evaporation process)形成第一發光輔助層130、發光材料層132及第二發光輔助層134，其中陰影遮罩例如為精細金屬遮罩(fine metal mask)。
第二發光輔助層134的電子注入層可形成為基板120的頂面。
用於電子注入層的金屬材料可具有相對較高的表面能。舉例來說，用於電子注入層的金屬材料可具有等於或大於約0.5 J/m2 的表面能。
用於電子注入層的金屬材料可具有相對較低的熔點以在相對較低的溫度之環境下設置。舉例來說，用於電子注入層的金屬材料可具有小於或等於約1000˚C的熔點。
用於電子注入層的金屬材料可具有相對較大的導電度。舉例來說，用於電子注入層的金屬材料可具有大於或等於約4.0ⅹ106 Ω-1 m-1 的導電度。
用於電子注入層的金屬材料可具有相對較低的功函數。舉例來說，用於電子注入層的金屬材料可具有約2.4 eV至約2.8 eV的功函數。
電子注入層可具有約10 Å至約40 Å的厚度且可用大於或等於約0.05 Å/sec的沉積速率形成。
於圖6B中，具有一屏蔽區域SA及一開口區域OA的陰影遮罩144設置於第二發光輔助層134之上，且有機材料透過開口區域OA沉積於第二發光輔助層134上。
因此，防止沉積層142形成於第二發光輔助層134上的透明區域TA中，且顯示區域DA的第二發光輔助層134會暴露出來。
可將陰影遮罩144對齊而使得屏蔽區域SA及開口區域OA分別對應於顯示區域DA及透明區域TA。
用於防止沉積層142的有機材料可具有相對較小的表面能以及相對較低的玻璃轉移溫度(glass transition temperature)Tg。舉例來說，用於防止沉積層142的有機材料可具有小於或等於約0.2 J/m2 的表面能以及小於或等於約40˚C的玻璃轉移溫度。
用於防止沉積層142的有機材料可具有相對較大的折射率及相對較小的光吸收率。舉例來說，用於防止沉積層142的有機材料可相對約550 nm的光波長具有大於或等於約1.7的折射率並具有小於或等於約0.02的光吸收率。
可使用陰影遮罩144圖案化用於防止沉積層142的有機材料。舉例來說，可透過陰影遮罩144圖案化用於防止沉積層142的有機材料，以形成對應於約300 ppi之解析度的像素之圖案。
用於防止沉積層142的有機材料可具有相對較高的高溫儲存可靠度(high temperature storage reliability)。舉例來說，用於具有約300 Å的厚度的防止沉積層142之有機材料即使持續待在溫度約為100˚C的環境中約500小時也不會劣化。
防止沉積層142可具有約20 Å至約300 Å的厚度。
用於防止沉積層142的有機材料可與用於閘極絕緣層122、層間絕緣層124及鈍化層126的有機絕緣材料以及無機絕緣材料不同，其中有機絕緣材料例如為感光型丙烯酸(photo acryl)及聚醯亞胺(polyimide)，無機絕緣材料例如為氮化矽(SiNx )、氧化矽(SiO2 )及氮氧化矽(SiON)。
雖然用於閘極絕緣層122、層間絕緣層124及鈍化層126的有機絕緣材料以及無機絕緣材料可透過光刻製程來圖案化，但用於防止沉積層142的有機材料可不透過光刻製程來圖案化而是透過使用陰影遮罩的熱沉積製程來圖案化。
舉例來說，用於防止沉積層142的有機材料可包含由下列化學式1表示的二芳基乙烯開放環異構物(open-ring isomer diarylethene)。
[化學式1]
Figure 02_image001
在圖6C中，金屬材料沉積於顯示區域DA的第二發光輔助層134上以及透明區域TA的防止沉積層142上。
金屬材料的原子146未於透明區域TA的防止沉積層142上被吸附而是從透明區域TA的防止沉積層142脫附。金屬材料的原子146選擇性地於顯示區域DA的第二發光輔助層134上被吸附，而使得第二電極140選擇性地形成於顯示區域DA中。
用於第二電極140的金屬材料可具有相對較大的表面能。舉例來說，用於第二電極140的金屬材料可具有大於或等於約0.5 J/m2 的表面能。
具體來說，用於第二電極140的金屬材料的表面能可大於用於第二發光輔助層134的電子注入層之金屬材料的表面能。
用於第二電極140的金屬材料可具有相對較低的熔點，以於相對低溫的環境沉積。舉例來說，用於第二電極140的金屬材料可具有小於或等於約1000˚C的熔點。
用於第二電極140的金屬材料可具有相對較高的導電度。舉例來說，用於第二電極140的金屬材料可具有大於或等於約1.0ⅹ107 Ω-1 m-1 的導電度。
用於第二電極140的金屬材料可具有相對較小的折射率及相對較小的光吸收率。舉例來說，用於第二電極140的金屬材料可相對約550 nm的光波長具有約1.0的折射率以及小於或等於約5.5的光吸收率。
用於第二電極140的金屬材料可具有約100 Å至約200 Å的厚度，且可用約0.1 Å/sec至約100 Å/sec的沉積速率形成。
於圖7及圖8中，用於第二發光輔助層134的金屬材料、用於防止沉積層142的有機材料以及用於第二電極140的金屬材料分別具有第一表面能SE1、第二表面能SE2及第三表面能SE3。第一表面能SE1大於第二表面能SE2且小於第三表面能SE3(即SE2 ＜ SE1 ＜ SE3)。
因為防止沉積層142由具有量值相對較小的第二表面能SE2以及相對較低的玻璃轉換溫度之有機材料形成，所以防止沉積層142具有主動表面電子活動(active surface atomic movement)。
因此，用於具有第三表面能SE3的第二電極140之金屬材料的原子146在透明區域TA中不會於防止沉積層142的表面上被吸附且會從防止沉積層142的表面脫離，並接著移動到顯示區域DA，其中防止沉積層142具有量值相對較低的第二表面能SE2以及相對較低的玻璃轉換溫度。
用於具有第三表面能SE3的第二電極140之金屬材料的原子146在顯示區域DA中選擇性地於第二發光輔助層134的電子注入層之表面上被吸附，其中第二發光輔助層134具有量值相對較大的第一表面能SE1。在顯示區域DA中，會進行金屬材料的原子146之晶核生成(nucleation)，且會使用晶核(nucleus)作為晶種(seed)逐漸累積金屬材料的原子146。因此，第二電極140會選擇性地形成於顯示區域DA中。
雖然在第一實施例中是藉由調整用於第二發光輔助層134的電子注入層之金屬材料、用於防止沉積層142的有機材料以及用於第二電極140的金屬材料的表面能，來於顯示區域DA中選擇性地形成第二電極140，但在另一實施例中，亦可藉由調整用於第二發光輔助層134的電子注入層之金屬材料、用於防止沉積層142的有機材料以及用於第二電極140的金屬材料的沉積溫度及沉積速率，來於顯示區域DA中選擇性地形成第二電極140。
於圖6D中，封裝層150形成於具有第二電極140及防止沉積層142的整個基板120上，且觸控層152形成於具有封裝層150的整個基板120上。
接著，極化層154形成於封裝層150上的顯示區域DA中。舉例來說，具有薄膜形式之極化層154可被接附至顯示區域DA的封裝層150，且此薄膜形式的尺寸對應於顯示區域DA。
接著，黏著層156形成於極化層154上的顯示區域DA中，且玻璃蓋160形成於具有黏著層156的整個基板上。
舉例來說，玻璃蓋160可使用黏著層156附接於極化層154。
接著，背板162形成於基板120的整個背面上。
舉例來說，具有玻璃蓋160的基板120可使用黏著層附接於背板162。
於圖6E中，在基板120的背面上，系統件170及輔助設備172分別設置於顯示區域DA及透明區域TA中。
在根據本發明第一實施例的顯示裝置110之製造方法中，未進行移除透明區域TA的封裝層150及發光二極體的切除製程。相反地，因為用於第二電極140的金屬材料未在透明區域TA的防止沉積層142上被吸附，而是在顯示區域DA的第二發光輔助層134上被吸附，所以發光二極體的第二電極140選擇性地形成於顯示區域DA中，而使得封裝層150及發光二極體的側面不會暴露於外。因此，得以最小化外部氧氣或外部水氣的滲入並最小化諸如微粒之劣化。
此外，因為諸如雷射修整的切除製程及形成凹槽的製程被省略，故簡化了製程，且降低製造成本，並提升生產力。
圖9為呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置之透射率的曲線圖。圖9呈現省略玻璃蓋160的顯示面板之透射率。
在圖9中根據本發明第一實施例的顯示裝置110中，因為防止沉積層142的緣故，第二電極140形成於顯示區域DA中而未形成於透明區域TA中。
在根據比較示例的顯示裝置中，具有半透射性質(half transmissive property)的第二電極140未使用防止沉積層的情況下形成於顯示區域DA及透明區域TA中。
第二電極140包含鎂銀並具有約140 Å的厚度。
相對於約400 nm至約800 nm的光波長來說，第一實施例的顯示裝置110之透明區域TA的透射率大於比較示例的顯示裝置之透明區域TA的透射率。
第一實施例的顯示裝置110之透明區域TA的強度相對約430 nm、約550 nm及約620 nm的光波長來說分別為約107.6%、約107.2%及約108.0%。比較示例的顯示裝置之透明區域TA的強度相對約430 nm、約550 nm及約620 nm的光波長來說分別為約75.7%、約75.8%及約63.2%。
因此，相較於比較示例的顯示裝置之透明區域TA來說，第一實施例的顯示裝置110之透明區域TA的透射率高了約30%以上，而使得顯示裝置110的亮度得以提升。
此外，因為第一實施例的顯示裝置110之透明區域TA具有量值相對較高的均勻透射率，所以最小化諸如色差(color shift)的劣化。
第一實施例的顯示裝置110具有玻璃蓋160時，透明區域TA的強度可相對約430 nm、約550 nm及約620 nm的光波長分別為約97.6%、約97.2%及約98.0%。比較示例的顯示裝置具有玻璃蓋160時，透明區域TA的強度可相對約430 nm、約550 nm及約620 nm的光波長分別為約76.7%、約65.8%及約53.2%。
在根據本發明第一實施例的顯示裝置110中，沒有進行將透明區域TA的封裝層150及發光二極體移除的切除製程。相反地，因為用於第二電極140的金屬材料沒有在透明區域TA的防止沉積層142上被吸附，而是在顯示區域DA的第二發光輔助層134上被吸附，所以發光二極體的第二電極140選擇性地形成於顯示區域DA而使得封裝層150及發光二極體的側面不會暴露於外。
因此，外部氧氣或外部水氣的滲入會被最小化且諸如微粒的劣化也會被最小化。
舉例來說，在透明區域TA的封裝層150及發光二極體由諸如雷射修整的切除製程移除的比較示例之顯示裝置中，在持續進行溫度約為85˚C且濕度約為85%的儲存可靠度測試(storage reliability test)200小時之後，會發生水氣滲入的劣化。在第二電極140使用防止沉積層142選擇性地形成於顯示區域DA中的第一實施例的顯示裝置110中，即使持續進行溫度約為85˚C且濕度約為85%的儲存可靠度測試408個小時，也不會發生水氣滲入之劣化。
此外，因為省略諸如雷射修整的切除製程及形成凹槽的製程，所以簡化了製程，且會降低製造成本並提高生產力。
此外，因為透明區域TA具有量值相對較高的均勻透射率，所以得以提升亮度並最小化諸如色差之劣化。
在另一實施例中，會藉由將諸如紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb的彩色子像素設置於透明區域TA的一部分中而使影像的顯示品質得到提升。
圖10為根據本發明第二實施例的顯示裝置的透明區域及顯示區域的邊界區域的平面圖之局部放大圖。圖11為沿圖10中的割面線XI-XI繪示的剖面示意圖。顯示裝置示例性地繪示為上置觸控類型及頂發光類型的有機發光二極體顯示裝置。
在圖10及圖11中，根據本發明第二實施例的顯示裝置210包含顯示區域DA、透明區域TA以及非顯示區域(未繪示)。顯示區域DA用於顯示影像及感測觸控行為。透明區域TA位於顯示區域DA內。非顯示區域環繞顯示區域DA。
顯示裝置210包含顯示面板、系統件270及輔助設備272。顯示面板可透過影像顯示傳送訊息給使用者，且可透過觸控感測接收來自使用者的資訊。系統件270可用顯示面板及輔助設備272發送及接收訊號及電力。輔助設備272可透過顯示面板接收諸如物體的外形之訊息。
背板262支撐並保護基板220。背板262可包含塑膠並具有約1.6的折射率，其中塑膠例如為聚對苯二甲酸乙二酯。
基板220設置於整個背板262上，且閘極絕緣層222、層間絕緣層224及鈍化層226在基板220上依序設置於顯示區域DA的多個第一色子像素中以及透明區域TA的多個第二色子像素中。
基板220包含顯示區域DA及透明區域TA。顯示區域DA包含多個第一色子像素(如紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb)。透明區域TA包含多個第二色子像素及多個透明子像素SPt，第二色子像素例如為紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb，且這些透明子像素SPt與這些第二色子像素交錯。
雖然在第二實施例中透明區域TA的第二色子像素的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb以及透明子像素SPt示例性地以一對一的對應方式沿水平方向彼此交錯，但在另一實施例中，透明區域TA的第二色子像素的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb及透明子像素SPt可透過一對多的對應方式沿水平方向彼此交錯。
舉例來說，透明區域TA的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb及透明子像素SPt可用一對三的對應關係彼此交錯，而使得透明區域TA具有約75%的開口率(aperture ratio)。
基板220可包含玻璃或塑膠並可具有約1.6的折射率，其中塑膠例如為聚對苯二甲酸乙二酯。
多個薄膜電晶體(如圖2中的開關薄膜電晶體Ts及圖2中的驅動薄膜電晶體Td)及儲存電容器Cs(如圖2所示)可設置於各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb的閘極絕緣層222、層間絕緣層224及鈍化層226之中。
舉例來說，閘極絕緣層222可設置於驅動薄膜電晶體Td及開關薄膜電晶體Ts的半導體層及閘極電極之間，層間絕緣層224可設置於驅動薄膜電晶體Td及開關薄膜電晶體Ts的汲極電極及閘極電極之間以及閘極電極以及源極電極之間，且鈍化層226可設置於驅動薄膜電晶體Td及開關薄膜電晶體Ts的汲極電極及源極電極上。
第一電極228在鈍化層226上設置於顯示區域DA及透明區域TA的各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中，且第一發光輔助層230設置於具有第一電極228的整個基板220上。
第一電極228可包含具有相對較高反射率之第一金屬材料層以及具有相對較高功函數之第二透明導體材料層。
舉例來說，第一電極228可為將電洞供應給發光材料層232的陽極且可連接於驅動薄膜電晶體Td。
第一發光輔助層230可包含電洞注入層及電洞傳輸層，電洞注入層將電洞注入到發光材料層232中，電洞傳輸層將電洞傳輸到發光材料層232。電洞注入層及電洞傳輸層可依序設置於第一電極228上。
發光材料層232於第一發光輔助層230上設置於各個紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中，且第二發光輔助層234設置於具有發光材料層232的整個基板220上。
發光材料層232將從第一電極228供應的電洞以及從第二電極240供應的電子結合以進行發光。
雖然在第二實施例中顯示區域DA及透明區域TA的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb之發光材料層232示例性地包含不同的材料以分別發出紅光、綠光及藍光，但在另一實施例中，顯示區域DA及透明區域TA的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb之發光材料層232可具有相同材料的相同結構以發出白光，且可在第二電極240上設置色彩濾波器層。
第二發光輔助層234可包含電子傳輸層及電子注入層，電子傳輸層將電子傳輸到發光材料層232，電子注入層注入電子。電子傳輸層及電子注入層可依序設置於發光材料層232上。
舉例來說，電子注入層可具有約10 Å至約40 Å的厚度。
各個第一發光輔助層230及第二發光輔助層234可具有約1.8的折射率。
雖然在第二實施例中相同材料的第一發光輔助層230及第二發光輔助層234示例性地設置於整個基板220上，但第一發光輔助層230及第二發光輔助層234可用不同的材料選擇性地設置於透明區域TA及顯示區域DA的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中。
第二電極240在第二發光輔助層234上設置於透明區域TA及顯示區域DA的紅色子像素SPr、綠色子像素SPg及藍色子像素SPb中，且防止沉積層242在第二發光輔助層234上設置於透明區域TA的這些透明子像素SPt中。
第二電極240選擇性地設置於未形成防止沉積層242的區域中。因此，第二電極240及防止沉積層242可互斥地彼此設置。
第二電極240可包含具有半透射率及相對較低功函數之金屬材料。
舉例來說，第二電極240可為將電子供應給發光材料層232的陰極。第二電極240可具有約100 Å至約200 Å的厚度並可包含鎂銀。
第一電極228、第一發光輔助層230、發光材料層232、第二發光輔助層234及第二電極240構成發光二極體。
防止沉積層242可包含具有相對較低的表面能之有機材料，而使得金屬材料在形成第二電極240時不會被吸附於防止沉積層242上，而從防止沉積層242分離。
舉例來說，防止沉積層242可具有約20 Å至約300 Å的厚度。
防止沉積層242可透過與第一實施例相同的製程以相同的材料形成。
因為在透明區域TA的這些透明子像素SPt中形成有防止沉積層242且未形成有第二電極240，所以得以提升透明區域TA的透射率。
舉例來說，透明區域TA的這些透明子像素SPt可具有約94%的透射率且透明區域TA可具有約75%的開口率。因此，不具有抗反射層258的透明區域TA可具有約71%的透射率且具有抗反射層258的透明區域TA可具有約75%的透射率。
封裝層250設置於具有第二電極240及防止沉積層242的整個基板220上，且觸控層252設置於具有封裝層250的整個基板220上。
封裝層250防止外部的氧氣或水氣之滲入。封裝層250可包含多個有機材料層及多個無機材料層並具有約1.8的折射率。
觸控層252會感測觸控行為。觸控層252可包含多個觸控電極及絕緣層，且絕緣層可具有約1.5的折射率。
雖然觸控層252在第二實施例中示例性地設置於封裝層250上，但在另一實施例中，觸控層252可設置在包含閘極絕緣層222、層間絕緣層224及鈍化層226的陣列層內或可被省略。
極化層254在觸控層252上設置於顯示區域DA中，黏著層256在極化層254上設置於顯示區域DA中。
極化層254將外部光藉由在陣列層及發光二極體上反射所產生的再發光最小化。極化層254可包含依序位於觸控層252上的四分之一波板以及線性極化層。
抗反射層258在觸控層252上設置於透明區域TA中。
藉由根據在觸控層252及抗反射層258的介面的反射調整干涉，抗反射層258能提升透明區域TA的透射率。
在另一實施例中，可將抗反射層258省略。
玻璃蓋260設置於具有黏著層256的整個基板220上。玻璃蓋260保護觸控層252、發光二極體及陣列層。
背板262、基板220、這些薄膜電晶體、發光二極體及玻璃蓋260構成顯示面板。
系統件270及輔助設備272在背板262之下分別設置於顯示區域DA及透明區域TA中。
在根據本發明第二實施例的顯示裝置210中，沒有進行將透明區域TA的封裝層250及發光二極體移除的切除製程。相反地，因為發光二極體的第二電極240使用防止沉積層242選擇性地形成於顯示區域DA的這些第一色子像素中以及透明區域TA的這些第二色子像素中，所以封裝層250以及發光二極體的側面不會暴露於外。因此，得以將外部水氣或外部氧氣的滲入最小化並最小化諸如微粒的劣化。
此外，因為諸如雷射修整的切除製程及形成凹槽的製程被省略，所以製程會簡化，且會降低製造成本並提高生產力。
此外，因為這些第二色子像素設置於透明區域TA中，所以擴張顯示裝置210的顯示區域且提高影像的顯示品質。
此外，因為包含具有半透射特性的第二電極240之發光二極體設置於透明區域TA的這些第二色子像素中，所以因微空腔效應(micro cavity effect)而提升色彩重現性(color reproducibility)並增加壽命。
此外，因為是防止沉積層242而不是第二電極240形成於透明區域TA的這些透明子像素SPt中，所以會提升透明區域TA的透射率。
因此，在根據本發明第一及第二實施例的顯示裝置及顯示裝置的製造方法中，因為發光二極體的第二電極使用防止沉積層選擇性地設置於除了透明區域以外的顯示區域中，所以會最小化諸如微粒的劣化，且會降低製程成本並提高生產力。
此外，因為發光二極體的第二電極使用防止沉積層選擇性地設置於顯示區域以及透明區域的一部分中，所以會最小化諸如微粒的劣化，且會降低製造成本並提高生產力，並使影像均勻地在透明區域中顯示。
對熟悉本技藝者顯而易見的是，當可在不脫離本發明的精神或範圍之前提下進行各種修改及變化。因此，只要這些修改及變化屬於本發明的請求項及其均等之範圍，本發明便涵蓋這些修改及變化。
110:顯示裝置 120:基板 122:閘極絕緣層 124:層間絕緣層 126:鈍化層 128:第一電極 130:第一發光輔助層 132:發光材料層 134:第二發光輔助層 140:第二電極 142:防止沉積層 144:陰影遮罩 146:原子 150:封裝層 152:觸控層 154:極化層 156:黏著層 160:玻璃蓋 162:背板 170:系統件 172:輔助設備 180:時序控制件 182:資料驅動件 184:閘極驅動件 186:顯示面板 210:顯示裝置 220:基板 222:閘極絕緣層 224:層間絕緣層 226:鈍化層 228:第一電極 230:第一發光輔助層 232:發光材料層 234:第二發光輔助層 240:第二電極 242:防止沉積層 250:封裝層 252:觸控層 254:極化層 256:黏著層 258:抗反射層 260:玻璃蓋 262:背板 270:系統件 272:輔助設備 DL:資料線路 GL:閘極線路 SP:子像素 SPr:紅色子像素 SPg:綠色子像素 SPb:藍色子像素 SPt:透明子像素 Ts:開關薄膜電晶體 Td:驅動薄膜電晶體 Cs:儲存電容器 De:發光二極體 ELVDD:高位準電壓 ELVSS:低位準電壓 DA:顯示區域 TA:透明區域 NDA:非顯示區域 SA:屏蔽區域 OA:開口區域
提供本發明更進一步解釋的圖式併入且構成本說明書的一部分，繪示本發明的實施例，且與文字描述一起用於解釋本發明的原理之。在圖式中： 圖1呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置。 圖2呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的子像素。 圖3為根據本發明第一實施例的顯示裝置之平面圖。 圖4為圖3中的透明區域及顯示區域的邊界區域之平面圖的局部放大圖。 圖5為沿圖4中的割面線V-V繪示之剖面示意圖。 圖6A至圖6E為呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的製造方法之剖面示意圖。 圖7為相對根據本發明第一實施例的顯示裝置的表面能(surface energy)之多個材料的吸附及脫附(desorption)。 圖8呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置的多個材料之行為。 圖9為呈現根據本發明第一實施例的顯示裝置之透射率的曲線圖。 圖10為根據本發明第二實施例的顯示裝置的透明區域及顯示區域的邊界區域的平面圖之局部放大圖。 圖11為沿圖10中的割面線XI-XI繪示的剖面示意圖。
110:顯示裝置
120:基板
122:閘極絕緣層
124:層間絕緣層
126:鈍化層
128:第一電極
130:第一發光輔助層
132:發光材料層
134:第二發光輔助層
140:第二電極
142:防止沉積層
150:封裝層
152:觸控層
154:極化層
156:黏著層
160:玻璃蓋
162:背板
170:系統件
172:輔助設備
SPr:紅色子像素
SPg:綠色子像素
SPb:藍色子像素
DA:顯示區域
TA:透明區域

Claims (17)

  1. 一種顯示裝置，包含：一基板，包含一顯示區域以及一透明區域，該顯示區域具有多個第一色子像素，該透明區域位於該顯示區域內；一陣列層，位於該基板上的該顯示區域中；一第一電極，於該陣列層上位於各個該第一色子像素中；一第一發光輔助層，位於該第一電極上；一發光材料層，於該第一發光輔助層上位於各個該第一色子像素中；一第二發光輔助層，位於該發光材料層上；一防止沉積層，於該第二發光輔助層上位於該透明區域中；一第二電極，位於該第二發光輔助層上，該第二電極選擇性地設置於未設置該防止沉積層的區域中；一封裝層，位於該防止沉積層及該第二電極上；一極化層，於該封裝層上位於該顯示區域中；以及一輔助設備，在該基板之下位於該透明區域中。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一發光輔助層包含依序位於該第一電極上的一電洞注入層及一電洞傳輸層，並且其中該第二發光輔助層包含依序位於該發光材料層上的一電子傳輸層及一電子注入層。
  3. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該電子注入層的表面能大於該防止沉積層的表面能且小於該第二電極的表面能。
  4. 如請求項3所述之顯示裝置，其中該電子注入層的表面能大於或等於0.5 J/m2 ，其中該防止沉積層的表面能小於或等於0.2 J/m2 ，並且其中該第二電極的表面能大於或等於0.5 J/m2 。
  5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該防止沉積層的玻璃轉換溫度小於或等於40˚C，該防止沉積層相對550 nm的光波長的折射率大於或等於1.7，該防止沉積層相對550 nm的光波長的光吸收率小於或等於0.02，且該防止沉積層的厚度介於20 Å至300 Å。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該防止沉積層包含可由下列化學式1表示的二芳基乙烯開放環異構物(open-ring isomer diarylethene)；[化學式1]
    Figure 03_image003
    。
  7. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該透明區域包含多個第二色子像素及與該些第二色子像素交錯的多個透明子像素，其中該陣列層於該基板上更設置於該些第二色子像素中，其中該發光材料層於該第一發光輔助層上更設置於該些第二色子像素中，其中該防止沉積層於該第二發光輔助層上設置於該些透明子像素中，並且其中該第二電極在該第二發光輔助層上設置於該顯示區域中以及該些第二色子像素中。
  8. 如請求項7所述之顯示裝置，更包含一抗反射層，該抗反射層在該封裝層上位於該透明區域中。
  9. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含：一觸控層，位於該封裝層及該極化層之間；一玻璃蓋，位於該極化層上；一背板，介於該基板及該輔助設備之間；以及一系統件，在該背板之下位於該顯示區域中。
  10. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該防止沉積層僅設置於該透明區域中，且該第二電極僅設置於該顯示區域中。
  11. 一種製造顯示裝置的方法，該方法包含：在一基板上形成一陣列層，該基板包含一顯示區域以及一透明區域，該顯示區域具有多個第一色子像素，該透明區域位於該顯示區域內，該陣列層設置於該顯示區域中；於該陣列層上在各個該第一色子像素中形成一第一電極；在該第一電極上形成一第一發光輔助層；於該第一發光輔助層上在各個該第一色子像素中形成一發光材料層；在該發光材料層上形成一第二發光輔助層；於該第二發光輔助層上在該透明區域中形成一防止沉積層；在該第二發光輔助層上形成一第二電極，該第二電極選擇性地設置於沒有設置該防止沉積層的區域中；在該防止沉積層以及該第二電極上形成一封裝層；於該封裝層上在該顯示區域中形成一極化層；以及在該基板之下於該透明區域中形成一輔助設備。
  12. 如請求項11所述之方法，其中形成該防止沉積層的步驟包含：將具有一屏蔽區域以及一開口區域的一陰影遮罩設置於該第二發光輔助層之上；以及透過該陰影遮罩的該開口區域將一有機材料沉積於該第二發光輔助層上，其中該屏蔽區域及該開口區域分別對應於該顯示區域及該透明區域。
  13. 如請求項11所述之方法，其中形成該第二電極的步驟包含將一金屬材料沉積於該第二發光輔助層及該防止沉積層上，並且其中該金屬材料從該防止沉積層脫附並於該第二發光輔助層上被吸附。
  14. 如請求項11所述之方法，其中該透明區域包含多個第二色子像素以及與該些第二色子像素交錯的多個透明子像素，其中該形成該陣列層的步驟更包含於該基板上在該些第二色子像素中形成該陣列層，其中形成該發光材料層的步驟更包含於該第一發光輔助層上在該第二色子像素中形成該發光材料層，其中形成該防止沉積層的步驟包含於該第二發光輔助層上在該些透明子像素中形成該防止沉積層，並且其中形成該第二電極的步驟包含於該第二發光輔助層上在該些第二色子像素及該顯示區域中形成該第二電極。
  15. 如請求項14所述之方法，更包含於該封裝層上在該透明區域中形成一抗反射層。
  16. 如請求項11所述之方法，更包含：在該封裝層及該極化層之間形成一觸控層；在該極化層上形成一玻璃蓋；將一背板接附至該基板的一背面；以及在該背板之下於該顯示區域設置一系統件。
  17. 如請求項11所述之方法，其中該防止沉積層僅設置於該透明區域中，且該第二電極僅設置於該顯示區域中。
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