TWI449006B - 複合式顯示裝置 - Google Patents

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TWI449006B TW100136021A TW100136021A TWI449006B TW I449006 B TWI449006 B TW I449006B TW 100136021 A TW100136021 A TW 100136021A TW 100136021 A TW100136021 A TW 100136021A TW I449006 B TWI449006 B TW I449006B
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Description

複合式顯示裝置
本揭露係有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種共用一個薄膜電晶體(TFT)基板的複合式顯示裝置(hybrid display device)。
隨著科技的進步，各種的顯示器已廣泛地應用於許多電子產品中。當消費者想要播放靜態圖像與文字，可使用低耗電的電子紙(electronic paper)，若想要播放動態影像時，可選擇具有高彩度與高反應速度的有機發光二極體顯示器(OLED)，然而單一顯示器並無法同時具有高彩度與低耗電的優點，因此整合兩種顯示裝置的複合式顯示裝置(hybrid display device)開始受到研究的矚目。
目前複合式顯示裝置係分別製作兩個不同的顯示裝置，之後藉由黏合劑將兩個顯示裝置黏貼，然而兩顯示裝置需要兩個TFT以分別驅動顯示裝置，且分別具有兩個基板，如此一來，複合式顯示裝置不但整體裝置厚度提高，且製程之整合亦是另一個挑戰。
若能提出一種複合式顯示裝置，其能共用一個TFT基板，並藉由單一TFT基板達到雙邊主動驅動，此複合式顯示裝置不但可減少顯示裝置的厚度，亦可簡化製程步驟與成本。
本揭露提供一種複合式顯示裝置，包括：一基板，其中該基板包括一第一表面與一第二表面；一薄膜電晶體陣列層(TFT array layer)，形成於該基板之第一表面上；一第一顯示裝置，形成於該薄膜電晶體陣列層之上；以及一第二顯示裝置，形成於該基板之第二表面上，其中該基板之介電常數值(k)與該基板之厚度(t)具有一對應關係，以藉由該薄膜電晶體陣列層主動驅動該第一顯示裝置與該第二顯示裝置，且該基板之介電常數值(k)為約1-100，該基板之厚度為約0.1-60 μm。
本揭露另提供一種複合式顯示裝置，包括：一基板，其中該基板包括一第一表面與一第二表面；一薄膜電晶體陣列層，形成於該基板之第一表面上；一第一顯示裝置，形成於該薄膜電晶體陣列層之上；以及一第二顯示裝置，形成於該基板之第二表面上，其中該薄膜電晶體陣列層主動驅動該第一顯示裝置與該第二顯示裝置，且該第一顯示裝置為電流或電壓驅動顯示裝置，該第二顯示裝置為電壓驅動顯示裝置。
為讓本揭露之特徵能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本揭露提供一種複合式顯示裝置，此複合式顯示裝置中具有兩個顯示裝置，且藉由共用一組薄膜電晶體陣列層主動驅動兩個顯示裝置。
請參見第1圖，複合式顯示裝置100包括：基板120，其中基板120包括第一表面120a與第二表面120b；於基板120第一表面120a之上依序形成薄膜電晶體陣列層(TFT array layer)130與第一顯示裝置140，於基板120第二表面120b之上形成第二顯示裝置160。
上述之第一顯示裝置140可為電流或電壓驅動顯示裝置，而第二顯示裝置160可為電壓驅動顯示裝置。電流驅動顯示裝置包括有機發光二極體(Organic Light Emitting Device,OLED)或高分子發光二極體(Polymer Light Emitting Device,PLED)。電壓驅動顯示裝置包括液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、膽固醇液晶顯示器(Cholesteric Liquid Crystal Display,Ch-LCD)或電流體顯示器(Electro-Fluidics Display Technology,EFT)，其中電流體顯示器包括電濕潤顯示器(Electrowetting Display,EWD)、電泳顯示器(Electrophoretic Display,EPD)、電驅動顯示裝器(Electrokinetic Display,EKD)或快速反應液態粉狀顯示器(quick response liquid powder display)。
薄膜電晶體陣列層(TFT array layer) 130中的薄膜電晶體結構可以是頂部閘極結構(top gate)或是底部閘極結構(bottom gate)。且薄膜電晶體可以是有機薄膜電晶體(Organic Thin Film Transistor,OTFT)、低溫多晶矽電晶體(low temperature poly silicon TFTs)、金屬氧化物電晶體(metal oxide TFTs)、非晶矽薄膜電晶體(amorphous silicon TFTs)、微晶矽薄膜電晶體(micro-crystal silicon TFTs)、多晶矽薄膜電晶體(polycrystalline silicon TFTs)、單晶矽薄膜電晶體(single crystal silicon TFTs)、氧化物電晶體(oxide TFTs)、有機薄膜電晶體(organic TFTs)等。
須注意的是，本揭露僅用單一薄膜電晶體陣列層130主動驅動兩個顯示裝置，由於第二顯示裝置160位於薄膜電晶體陣列層130之背側，且中間隔著一層基板120的厚度，為避免跨壓(cross voltage)過高所造成電力消耗與造成顯示裝置中元件的損害，本揭露經由實驗結果得知，基板120之介電常數值(k)與基板120之厚度(t)需具有一特定對應關係，此對應關係為當基板120之介電常數值(k)增加時，基板120之厚度(t)亦可隨之增加，其中基板120之介電常數值(k)為約1-100，基板120之厚度(t)為約0.1-60 μm。
第2圖顯示本發明所使用之模擬顯示裝置200之剖面圖，其中於承載基板210之上依序形成第一電極215、基板220、顯示裝置240與第二電極245，其中基板220由各種具有不同介電常數值(k)與厚度(t)的材料所組成，且藉由量測第一電極215與第二電極245之間的電壓(V)，得知具有不同介電常數值(k)與厚度(t)的基板220所需之驅動電壓。
經過實驗與統計分析，本揭露之驅動電壓、基板220之介電常數值(k)與基板220之厚度(t)具有下述關係：
驅動電壓(伏特)=1/(-0.0074+0.0523 k-0.00808 t)；
其中基板220之介電常數值(k)為約1-100，基板220之厚度為約0.1-60 μm。
由實驗數據得知，當基板220之介電常數值(k)越小時，則基板220之厚度要隨之減小，才能以相同驅動電壓驅動顯示裝置240。另言之，當基板220之介電常數值(k)越大時，則基板220厚度亦可隨之增加。
表1顯示本揭露不同實施例之基板之介電常數值(k)與對應之厚度(t)。
再者，請再次參見第1圖，本發明基板120之材料包括有機材料、無機材料或上述之混合。有機材料例如高分子、奈米高分子、熱感壓高分子，具體例子如聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)、聚亞醯胺(polyimide,PI)或包含上述之混合材料。
無機材料例如玻璃材料、陶瓷材料、奈米無機材料、金屬材料，具體例子如矽氧化物(Six Oy )、氮矽化物(Six Ny )、氧化鋁(Al2 O3 )、氧化鉭(Ta2 O5 )、氧化鈦(TiO2 )或鈦酸鍶鋇(Bax Sr1-x TiO3 ,Barium Strontium Titanate,BST)。
除上述提及之材料外，亦可包括各種無機或有機材料混合而成之材料，且材料可以是半導體材料，可以是均勻混成或不均勻混成之材料，可以是透明、半透明或不透明，只要是符合本揭露介電常數值(k)需求之材料，皆在本揭露所保護之範圍內。
第3A顯示本揭露第二實施例之複合式顯示裝置300A，其包括基板320，基板320包括第一表面320a與第二表面320b，於基板320之第一表面320a之上包括薄膜電晶體陣列層330，於薄膜電晶體陣列層330之上為頂部發射型有機發光二極體(Top emission Organic Light Emitting Diode,Top emission OLED) 340a。
於基板320之第二表面320b之上為電流體顯示器(Electro-Fluidics display Technology,EFT) 360，且介於基板320與電流體顯示器(EFT) 360之間的為黏著層350，用以黏合兩者。
於此實施例中，觀察者可位於基板320之第一表面320a之上，可觀察到從頂部發射型有機發光二極體340a中發出光線341。此外，觀察者亦可位於基板320之第二表面320b之上，可觀察到從電流體顯示器(EFT) 360中反射出光線361。
於第二實施例中，觀察者可位於基板320之第一表面320a，或可位於基板320之第二表面320b，可分別從不同的位置觀察到複合式顯示裝置。
第3B圖顯示本揭露第三實施例之複合式顯示裝置300B，其包括基板320，基板320包括第一表面320a與第二表面320b，於基板320之第二表面320b之上包括薄膜電晶體陣列層330，於薄膜電晶體陣列層330之上為底部發射型有機發光二極體(Bottom emission Organic Light Emitting Diode,Bottom emission OLED) 340b，於底部發射型有機發光二極體340b之上為封裝材料345。
於基板320之第一表面320a之上為電流體顯示器(Electro-Fluidics display Technology,EFT)360，且介於基板320與電流體顯示器(EFT)360之間的為黏著層350，用以黏合兩者。
於第3B圖中，觀察者可位於基板320之第一表面320a上，可觀察到從底部發射型有機發光二極體340b中發出光線341。此外，亦可觀察到從電流體顯示器(EFT) 360中反射出光線361。此實施例之特徵在於，當觀察者於白天或具有充足光線的環境中時，薄膜電晶體陣列層330可驅動電流體顯示器(EFT) 360，以反射出光線361，當觀察者於晚上或光線不足的環境中時，薄膜電晶體陣列層330可驅動底部發射型有機發光二極體340b，以發出光線341，因此，不論觀察者所在的環境光線充足與否，此種複合式顯示裝置皆可使用。
本揭露另提供一種複合式顯示裝置的製法，請參見第4A-4H圖，於第4A圖中，首先提供一暫時基板410，例如玻璃。之後，於暫時基板410之上形成離型層411。
請參見第4B圖，於離型層411之上形成基板420，此基板420為後續兩個顯示裝置會共用的基板。基板420之形成方法例如塗佈、蒸鍍或濺鍍等方式。
須注意的是，基板420之介電常數值(k)與基板420之厚度(t)具有一對應關係，以藉由後續形成之薄膜電晶體陣列層430主動驅動兩個顯示裝置，且基板420之介電常數值(k)為約1-100，基板420之厚度為約0.1-60 μm。
請參見第4C圖，於基板420之上形成薄膜電晶體陣列層430，此薄膜電晶體陣列層430後續要主動驅動兩個顯示裝置。
請參見第4D圖，於薄膜電晶體陣列層430之上形成第一顯示介質440，第一顯示介質為電流驅動或電壓驅動之顯示介質。於一實施例中，第一顯示介質為有機發光二極體(Organic Light Emitting Device,OLED)，其包括電子注入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、電洞輸入層等。
請參見第4E圖，形成封裝材料445於暫時基板410之上並覆蓋第一顯示介質440，用以保護第一顯示介質440，之後，以小於離型層411之尺寸進行一切割步驟447，並移除多餘的基板420與封裝材料445。封裝材料445需完全覆蓋薄膜電晶體陣列層430與顯示介質440，以達到阻水氣的功能。此外，封裝材料445的尺寸與離型層411或切割步驟447的尺寸無一定大小關係。
請參見第4F圖，移除暫時基板410，以暴露出離型層411與基板420。
請參見第4G圖，將第二顯示裝置460貼合於暴露的離型層411與暴露的基板420之上，第二顯示裝置460為電壓驅動顯示裝置。於一實施例中，第二顯示裝置460例如電泳顯示器(Electrophoretic Display,EPD)。
第4H圖顯示本揭露之複合式顯示裝置之示意圖，由圖中可觀察到，單一薄膜電晶體陣列層430主動驅動第一顯示介質440與第二顯示裝置460。
綜上所述，本揭露所提供之複合式顯示裝置，可藉由選擇特定的基板介電常數值與基板厚度，以利用單一組薄膜電晶體陣列層主動驅動兩個顯示裝置，如此一來，不但可減少複合式顯示裝置之整體厚度，且可簡化製程步驟與成本。
【實施例】
請再次參見第2圖，承載基板210可使用玻璃，第一電極215與第二電極245可使用透明的氧化銦錫玻璃(Indium Tin Oxide glass,ITO glass)，顯示裝置240可使用電泳顯示器(Electrophoretic Display,EPD)，基板220使用介電常數值(k)為3.3、4.3、5.1、5.33、5.88、6.03、6.19、6.45、6.94、7等具有不同厚度的材料。
第5圖顯示驅動電壓、基板220之介電常數值與基板220之厚度之關係圖，由圖中可知，當基板220之介電常數值越大時，可適用的基板220之厚度可隨之提升。
雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．複合式顯示裝置
120．．．基板
120a．．．基板之第一表面
120b．．．基板之第二表面
130．．．薄膜電晶體陣列層
140．．．第一顯示裝置
160．．．第二顯示裝置
200．．．模擬顯示裝置
210．．．承載基板
215．．．第一電極
220．．．基板
240．．．顯示裝置
245‧‧‧第二電極
300A、300B‧‧‧複合式顯示裝置
320‧‧‧基板
320a‧‧‧第一表面
320b‧‧‧第二表面
330‧‧‧薄膜電晶體陣列層
340a‧‧‧頂部發射型有機發光二極體
340b‧‧‧底部發射型有機發光二極體
341‧‧‧光線
345‧‧‧封裝材料
350‧‧‧黏著層
360‧‧‧電流體顯示器(EFT)
361‧‧‧光線
410‧‧‧暫時基板
411‧‧‧離型層
420‧‧‧基板
430‧‧‧薄膜電晶體陣列層
440‧‧‧第一顯示介質
445‧‧‧封裝材料
447‧‧‧切割步驟
460‧‧‧第二顯示裝置
第1圖為一剖面圖，用以說明本揭露之複合式顯示裝置。
第2圖為一剖面圖，用以說明本揭露之模擬顯示裝置。
第3A-3B圖為一系列剖面圖，用以說明本揭露之複合式顯示裝置之實施例。
第4A-4H圖為一系列剖面圖，用以說明本揭露之複合式顯示裝置製法之流程圖。
第5圖為驅動電壓、基板之介電常數值與基板之厚度之關係圖，用以說明本揭露之基板介電常數值與厚度之對應關係。
100．．．複合式顯示裝置
120．．．基板
120a．．．基板之第一表面
120b．．．基板之第二表面
130．．．薄膜電晶體陣列層
140．．．第一顯示裝置
160．．．第二顯示裝置

Claims (17)

  1. 一種複合式顯示裝置，包括：一基板，其中該基板包括一第一表面與一第二表面；一薄膜電晶體陣列層(TFT array layer)，形成於該基板之第一表面上；一第一顯示裝置，形成於該薄膜電晶體陣列層之上；以及一第二顯示裝置，形成於該基板之第二表面上，其中該基板之介電常數值(k)與該基板之厚度(t)具有一對應關係，以藉由該薄膜電晶體陣列層主動電驅動該第一顯示裝置與該第二顯示裝置，且該基板之介電常數值(k)為約1-100，該基板之厚度為約0.1-60μm。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該對應關係為該基板之介電常數值(k)增加時，該基板之厚度(t)亦隨之增加。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約1-5，且該基板之厚度為約0.1-3.5μm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約5-10，且該基板之厚度為約0.1-14μm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約10-15，且該基板之厚度為約0.1-20μm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其 中該基板之介電常數值(k)為約15-20，且該基板之厚度為約0.1-25μm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約20-30，且該基板之厚度為約0.1-33μm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約30-40，且該基板之厚度為約0.1-45μm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約40-50，且該基板之厚度為約0.1-55μm。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約50-100，且該基板之厚度為約0.1-60μm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該第一顯示裝置為電流或電壓驅動顯示裝置，且該第二顯示裝置為電壓驅動顯示裝置。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之材料包括有機材料、無機材料或上述之組合。
  13. 一種複合式顯示裝置，包括：一基板，其中該基板包括一第一表面與一第二表面；一薄膜電晶體陣列層，形成於該基板之第一表面上；一第一顯示裝置，形成於該薄膜電晶體陣列層之上；以及一第二顯示裝置，形成於該基板之第二表面上，其中 該薄膜電晶體陣列層主動電驅動該第一顯示裝置與該第二顯示裝置，且該第一顯示裝置為電流或電壓驅動顯示裝置，該第二顯示裝置為電壓驅動顯示裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之複合式顯示裝置，其中該電流驅動顯示裝置包括有機發光二極體(Organic Light Emitting Device,OLED)或高分子發光二極體(Polymer Light Emitting Device,PLED)。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之複合式顯示裝置，其中該電壓驅動顯示裝置包括液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)、膽固醇液晶顯示器(Cholesteric Liquid Crystal Display,Ch-LCD)、電濕潤顯示器(Electrowetting Display,EWD)、電泳顯示器(Electrophoretic Display,EPD)、電驅動顯示裝器(Electrokinetic Display,EKD)或快速反應液態粉狀顯示器(quick response liquid powder display)。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之介電常數值(k)為約1-100，該基板之厚度為約0.1-60μm。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之複合式顯示裝置，其中該基板之材料包括有機材料、無機材料或上述之組合。
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