TW201320326A - 有機電激發光顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Tsung-Yi Su
Du-Zeng Peng
Hsiang-Lun Hsu
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Abstract

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、一濾光層和一遮光圖案層。濾光層位於第二基板上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區。遮光圖案層位於濾光層上並位於該些彩色濾光區之間。其中，部分遮光圖案層係與第一組件接觸，以維持第一組件和第二組件之間的一間距。

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。
第1圖係繪示一種習知之有機電激發光顯示裝置之局部剖面圖。有機電激發光顯示裝置主要是由一有機電激發光組件(OLED assembly)10和一彩色濾光組件(CF assembly)20對組而成，且兩組件之間係以間隔物30控制間距。有機電激發光組件10包括具有薄膜電晶體單元之第一基板101，有機電激發光單元103例如是夾置於兩電極之間(例如一反射電極和一穿透電極，未顯示於圖中)，係形成於具薄膜電晶體單元之第一基板101上。習知之彩色濾光組件20之製法例如是在完成前處理(如清洗乾淨)的玻璃基板201上以黃光微影製程形成遮光圖案層203如黑色矩陣(BM)，再形成一彩色濾光層205，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)207，以整面覆蓋彩色濾光層205。由於紅色、綠色與藍色之色彩層厚度並不相同，覆蓋層207的形成可使其達到平坦化，而間隔物30可形成於覆蓋層207上，有機電激發光組件10與彩色濾光組件20對組後，間隔物30可維持兩組件之間距(cell gap)。然而覆蓋層207與間隔物30的存在增加了顯示裝置的整體厚度，顯示裝置越厚其產生色偏的角度越小。另外，若間隔物設置在紅色、綠色或藍色色彩層其中一色旁，為設置間隔物，必須增加該色的黑色矩陣區域的寬度，該色的顯示區因而縮小，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、改良色偏，並同時簡化製程。
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、一濾光層和一遮光圖案層。濾光層位於第二基板上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區。遮光圖案層位於濾光層上並位於該些彩色濾光區之間。其中，部分遮光圖案層係與第一組件接觸，以維持第一組件和第二組件之間的一間距(cell gap)。
根據本發明之另一方面，係提出一種彩色濾光組件，係應用於一有機電激發光顯示裝置中，彩色濾光組件至少包括一基板；一濾光層，位於基板上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區；和一遮光圖案層，位於濾光層上並位於該些彩色濾光區之間，其中部分遮光圖案層係維持有機電激發光顯示裝置之一間距(cell gap)。
根據本發明之再一方面，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，包括一第一基板和一有機電激發光單元形成於第一基板上；提供一第二組件，包括一第二基板、一濾光層和一遮光圖案層，濾光層形成於第二基板上且具有複數個彩色濾光區，遮光圖案層位於濾光層上並對應於該些彩色濾光區之間；對組第一組件和第二組件，且部分遮光圖案層係與第一組件接觸，以維持第一組件和第二組件之間的間距。
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，利用遮光圖案層同時兼具維持顯示裝置之間距(cell gap)的特點，以減少顯示裝置的整體厚度、改良色偏，並同時簡化製程。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，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)。實際應用時，彩色濾光組件之彩色濾光區可如第一、二實施例所示排列成一直條式陣列(strip-type color filter array)，或如第三實施例排列成一方型陣列(quad-type color filter array)，本發明對此並不多做限制。
第一實施例
第2A圖係繪示依照本發明第一實施例之一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。第2B圖係繪示第2A圖之顯示裝置沿剖面線2B-2B’之剖面示意圖。請同時參照第2A圖和第2B圖。有機電激發光顯示裝置包括第一組件40和第二組件50，第一組件40例如是有機電激發光組件係具有一第一基板401和一有機電激發光單元403形成於第一基板401上。第二組件50例如是彩色濾光組件係包括一第二基板501、一濾光層505和一遮光圖案層506。
其中，濾光層505係形成於第二基板501上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區，例如是紅色子濾光區5051、綠色子濾光區5052、白色子濾光區5053和藍色子濾光區5054，且每一畫素區域係包括各一個紅色子濾光區5051、綠色子濾光區5052、白色子濾光區5053和藍色子濾光區5054條狀地並列而成。遮光圖案層506形成於第二基板501處並位於該些彩色濾光區之周圍。如第2B圖所示，實施例之有機電激發光顯示裝置中，遮光圖案層506之一部分506a係與第一組件40接觸，以維持第一組件40和第二組件50之間的一間距(cell gap)D。
由於紅色、綠色與藍色之子濾光區的厚度實際上並不相同，如第2B圖所示，一般藍色子濾光區5054的厚度dB最厚，綠色子濾光區5052的厚度dG次之，紅色子濾光區5051的厚度dR最薄，實施例之遮光圖案層506與第一組件40接觸的部分506a可對應地位於藍色子濾光區5054以維持第一組件40和第二組件50之間的間距，例如是位於藍色子濾光區5054與相鄰之其他顏色如白色子濾光區5053之間，但並不以此為限。此時，第一組件40和第二組件50之間的間距D係為藍色子濾光區5054的厚度dB和所在之遮光圖案層506a的厚度dK之總和。
再者，實施例之有機電激發光顯示裝置更包括一填充層(filler)62配置於第一組件40和第二組件50之間，且濾光層505和遮光圖案層506之間係填滿填充層62。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。
實施例中，遮光圖案層506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)。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)，然實際應用時，遮光圖案層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。
雖然，如第2A圖所示，遮光圖案層506係圍繞於彩色濾光區的周圍，然而實施例並不限於此，遮光圖案層也可以形成於該些彩色濾光區之間，達到遮光和避免相鄰彩色濾光區混光的作用即可。第3圖繪示依照本發明第一實施例之另一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。第3圖之顯示裝置的剖面示意圖亦可參照第2B圖。如第3圖所示，遮光圖案層506’係位於兩相鄰濾光區之間，如紅色子濾光區5051和綠色子濾光區5052之間，綠色子濾光區5052和白色子濾光區5053之間，白色子濾光區5053和藍色子濾光區5054之間。
相較於習知具有覆蓋層之有機電激發光顯示裝置之結構(如第1圖)，實施例之有機電激發光顯示裝置利用遮光圖案層的一部份取代了傳統間隔物之使用，亦省略了覆蓋層，可大幅減少顯示裝置的整體厚度(如黑色矩陣厚度約為1.4 μm而傳統光阻間隔物厚度約為2 μm)，並同時簡化製程。再者，減薄後的顯示裝置亦可使產生色偏的角度變大，提升顯示品質。
第二實施例
第4A圖係繪示依照本發明第二實施例之一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。第4B圖係繪示第4A圖之顯示裝置沿剖面線4B-4B’之剖面示意圖。請同時參照第4A圖和第4B圖。第二實施例中與第一實施例相同之元件係沿用同樣的元件標號，且相同元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。
第二實施例之有機電激發光顯示裝置除了與第一實施例同樣具有第一組件40和第二組件50、一濾光層505和位於濾光層505上之一遮光圖案層506之外，更在形成遮光圖案層506的同時形成間隔物(spacers)606。第一組件40和第二組件50對組後，除了部分的遮光圖案層506a，間隔物606亦可與第一組件40接觸，以維持第一組件40和第二組件50之間的間距D(因此間隔物606之底部係接觸第二組件50之濾光層505，其頂部則接觸第一組件40)。如第3B圖所示，實施例之間隔物606例如是位於藍色子濾光區5054之一角落處。此時，第一組件40和第二組件50之間的間距D亦為藍色子濾光區5054的厚度dB和間隔物606的厚度dS之總和。
同樣的，雖然如第4A圖所示，遮光圖案層506係圍繞於彩色濾光區的周圍，然而實施例並不限於此，遮光圖案層也可以形成於該些彩色濾光區之間，如第5圖所示，其為依照本發明第二實施例之另一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。第5圖之顯示裝置的剖面示意圖亦可參照第4B圖。如第5圖所示，遮光圖案層506’係位於兩相鄰濾光區之間，如紅色子濾光區5051和綠色子濾光區5052之間，綠色子濾光區5052和白色子濾光區5053之間，白色子濾光區5053和藍色子濾光區5054之間；間隔物606’例如是位於藍色子濾光區5054之一角落處。
第三實施例
第6A圖係繪示依照本發明第三實施例之有機電激發光顯示裝置之上視圖。第6B圖係繪示第6A圖之顯示裝置沿剖面線6B-6B’之剖面示意圖。請同時參照第6A圖和第6B圖。
同樣地，有機電激發光顯示裝置包括第一組件70和第二組件80，和一填充層92配置於第一組件70和第二組件80之間。第一組件70例如是有機電激發光組件係具有一第一基板701和一有機電激發光單元703形成於第一基板701上。第二組件80例如是彩色濾光組件係包括一第二基板801、一濾光層805和一遮光圖案層806。其中，濾光層805係形成於第二基板801上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區，例如紅色子濾光區8056、藍色子濾光區8057、綠色子濾光區8058和白色子濾光區8059，且每一畫素區域的各色子濾光區係排列成一方型陣列(quad-type color filter array)。遮光圖案層806形成於第二基板801處並位於該些彩色濾光區之間，例如圍繞於該些彩色濾光區之周圍。如第6B圖所示，實施例之有機電激發光顯示裝置中，遮光圖案層之一部分806a，係與第一組件70接觸，以維持第一組件70和第二組件80之間的間距D。實施例中，遮光圖案層806與第一組件70接觸的部分806a可對應地位於藍色子濾光區8057處，例如是位於藍色子濾光區8057與相鄰之紅色子濾光區8056之間，但並不以此為限。
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2B圖，以說明實施例之製造方法。
首先，提供一第一組件40和一第二組件50。第一組件40例如是一有機電激發光組件(OLED assembly)，包括第一基板401和一有機電激發光單元403；第二組件50例如是一彩色濾光組件(CF assembly)，包括一第二基板501、一濾光層505和一遮光圖案層506。
第二組件50之製造方法例如：提供一第二基板501，並形成一濾光層505於第二基板501上，且濾光層505具有複數個不同顏色之彩色濾光區(如紅色、綠色、白色和藍色子濾光區)。之後，再形成一遮光圖案層506於濾光層505上並對應地位於該些彩色濾光區之周圍。
然後，對組第一組件40和第二組件50，使遮光圖案層之一部分506a可與第一組件40接觸，以維持第一組件40和第二組件50之間的間距D。其中，遮光圖案層之一部分506a可如實施例所示位於藍色子濾光區處，例如位於藍色子濾光區與相鄰之其他顏色之子濾光區間，但並不以此為限。
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和遮光圖案層506之間係填滿填充層62。
另外，亦可在形成遮光圖案層506於濾光層505之步驟時，同時形成複數個間隔物606於濾光層505上，如第二實施例所示(第4B圖)。間隔物606與遮光圖案層506相同材料，例如皆為黑色矩陣。間隔物606例如對應地形成於該些藍色子濾光區之周圍處。因此，除了部分的遮光圖案層506a，間隔物606亦可與第一組件40接觸，以維持第一組件40和第二組件50之間的間距D。
綜合上述，實施例之有機電激發光顯示裝置中，彩色濾光組件的遮光圖案層係形成於濾光層上，且部分遮光圖案層係與有機電激發光組件接觸，以維持兩組件之間的間距(cell gap)，不僅省略了傳統的覆蓋層和光阻間隔物，簡化顯示裝置之製造流程，亦大幅薄化顯示裝置的整體厚度，改善了色偏情形。
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．．．有機電激發光組件
20．．．彩色濾光組件
201．．．玻璃基板
203．．．遮光圖案層
205．．．彩色濾光層
207．．．覆蓋層
30．．．間隔物
40、70．．．第一組件
101、401、701．．．第一基板
103、403、703．．．有機電激發光單元
50、80．．．第二組件
501、801．．．第二基板
505、805．．．濾光層
5051、8056．．．紅色子濾光區
5052、8058．．．綠色子濾光區
5053、8059．．．白色子濾光區
5054、8057．．．藍色子濾光區
506、506’、506a、806、806a．．．遮光圖案層
606、606’．．．間隔物
62、92．．．填充層
D．．．間距
dR．．．紅色子濾光區的厚度
dG．．．綠色子濾光區的厚度
dB．．．藍色子濾光區的厚度
dK．．．遮光圖案層的厚度
dS．．．間隔物的厚度
第1圖係繪示一種習知之有機電激發光顯示裝置之局部剖面圖。
第2A圖係繪示依照本發明第一實施例之有機電激發光顯示裝置之上視圖。
第2B圖係繪示第2A圖之顯示裝置沿剖面線2B-2B’之剖面示意圖。
第3圖繪示依照本發明第一實施例之另一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。
第4A圖係繪示依照本發明第二實施例之有機電激發光顯示裝置之上視圖。
第4B圖係繪示第4A圖之顯示裝置沿剖面線4B-4B’之剖面示意圖。
第5圖繪示依照本發明第二實施例之另一種有機電激發光顯示裝置之上視圖。
第6A圖係繪示依照本發明第三實施例之有機電激發光顯示裝置之上視圖。
第6B圖係繪示第6A圖之顯示裝置沿剖面線6B-6B’之剖面示意圖。
40．．．第一組件
401．．．第一基板
403．．．有機電激發光單元
50．．．第二組件
501．．．第二基板
505．．．濾光層
5051．．．紅色子濾光區
5052．．．綠色子濾光區
5053．．．白色子濾光區
5054．．．藍色子濾光區
506、506a．．．遮光圖案層
62．．．填充層
D．．．間距
dR．．．紅色子濾光區的厚度
dG．．．綠色子濾光區的厚度
dB．．．藍色子濾光區的厚度
dK．．．遮光圖案層的厚度

Claims (21)

  1. 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不同顏色之彩色濾光區；和一遮光圖案層，位於該濾光層上並位於該些彩色濾光區之間，其中，部分該遮光圖案層係與該第一組件接觸，以維持該第一組件和該第二組件之間的一間距(cell gap)。
  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。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光顯示裝置，其中與該第一組件接觸的部分該遮光圖案層係對應地位於該些藍色子濾光區。
  4. 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直條式陣列(strip-type color filter array)或一方型陣列(quad-type color filter array)，且與該第一組件接觸的部分該遮光圖案層係位於該些藍色子濾光區與相鄰之其他顏色子濾光區之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光顯示裝置，更包括複數個間隔物(spacers)位於該濾光層上並與該第一組件接觸，且該些間隔物係與該遮光圖案層材料相同。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該些間隔物係對應地位於該些藍色子濾光區之周圍處。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該遮光圖案層並位於該些彩色濾光區之周圍。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光顯示裝置，其中該遮光圖案層係為一黑色矩陣(black matrix)。
  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(filler)於該第一組件和該第二組件之間，且該濾光層和該遮光圖案層之間係填滿該填充層。
  10. 一種彩色濾光組件，係應用於一有機電激發光顯示裝置中，該彩色濾光組件至少包括：一基板；一濾光層，位於該基板上且具有複數個不同顏色之彩色濾光區；和一遮光圖案層，位於該濾光層上並位於該些彩色濾光區之間，其中部分該遮光圖案層係維持該有機電激發光顯示裝置之一間距(cell gap)。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之彩色濾光組件，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。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之彩色濾光組件，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直條式陣列(strip-type color filter array)或一方型陣列(quad-type color filter array)，且與該第一組件接觸的部分該遮光圖案層係位於該些藍色子濾光區與相鄰之其他顏色子濾光區之間。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之彩色濾光組件，更包括複數個間隔物(spacers)位於該濾光層上，且該些間隔物係與該遮光圖案層材料相同。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之彩色濾光組件，其中該些間隔物係對應地位於該些藍色子濾光區之周圍處。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之彩色濾光組件，其中該遮光圖案層並位於該些彩色濾光區之周圍。
  16. 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，包括一第一基板和一有機電激發光單元形成於該第一基板上；提供一第二組件，包括：一第二基板；一濾光層，形成於該第二基板上且具有複數個彩色濾光區；和一遮光圖案層，位於該濾光層上並對應於該些彩色濾光區之間；對組該第一組件和該第二組件，且部分該遮光圖案層係與該第一組件接觸，以維持該第一組件和該第二組件之間的一間距(cell gap)。
  17. 如申請專利範圍第16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，其中該濾光層和該遮光圖案層之間係填滿該填充層。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之製造方法，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)，且與該第一組件接觸的部分該遮光圖案層係位於該些藍色子濾光區與相鄰之其他顏色子濾光區之間。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之製造方法，其中形成該遮光圖案層於該濾光層上之步驟中，亦同時形成複數個間隔物(spacers)於該濾光層上。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之製造方法，其中該些間隔物係對應地形成於該些藍色子濾光區之周圍處。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之製造方法，其中所提供之該第二組件，其該遮光圖案層係位於該些彩色濾光區之周圍。
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