显示装置的制作方法

本发明是有关于一种显示装置，且特别是有关于一种具有良好阻水氧效果的显示装置。

背景技术：

随着显示科技的进步，各式显示器快速的发展。其中，有机发光二极管显示器已成为显示科技的研究重点之一。因而，将有机发光二极管设置于可挠式显示器中的研究与设计亦快速发展。

然而，有机发光二极管很容易受到水气(湿气)与氧气的影响而氧化，进而影响其运作功能。此外，基于显示器的可挠式的需求，不易采用已经具有良好阻水氧效果的玻璃框胶(frit)作为阻障结构。因此，可挠式有机发光二极管显示器的阻水氧的研究便成为相当大的挑战。因此，如何提供一种具有良好阻水氧功能的可挠式有机发光二极管显示器，是相关业者努力的课题之一。

技术实现要素：

本发明提出一种显示装置。显示装置中，金属围墙位于两个基板之间并围绕显示介质，形成侧面方向的阻水氧结构，搭配分别位于显示介质上下方的阻障层，而能够大幅提高整体显示装置的阻水气效果。

根据本发明的一实施例，提出一种显示装置。显示装置包括一第一基板、一第二基板、一第一阻障层、一第二阻障层、一显示介质以及一金属围墙(metal enclosing wall)。第一阻障层设置于第二基板上，第二阻障层设置于第一基板上，显示介质设置于第一阻障层和第二阻障层之间。金属围墙设置于第一基板和第二基板之间，金属围墙围绕显示介质。金属围墙包括一第一金属层、一第二金属层及一第三金属层。第一金属层位于第二阻障层上，第一金属层具有多个第一开口。第二金属层位于第一阻障层上。第三金属层形成于第一金属层和第二金属层之间。

根据本发明的另一实施例，提出一种显示装置。显示装置包括一第一基板、一第二基板、一第一阻障层、一第二阻障层、一显示介质以及一金属围墙。第一阻障层设置于第二基板上，第二阻障层设置于第一基板上，显示介质设置于第一阻障层和第二阻障层之间。金属围墙设置于第一基板和第二基板之间，金属围墙围绕显示介质。金属围墙包括一第一金属层、一第二金属层、一第三金属层及一第一共晶层(cocrystallization layer)。第一金属层位于第二阻障层上，第二金属层位于第一阻障层上。第三金属层形成于第一金属层和第二金属层之间。第一共晶层形成于第一金属层和第三金属层之间。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A绘示根据本发明一实施例的显示装置的上视图。

图1B绘示图1A沿剖面线1B-1B’的剖面示意图。

图2绘示根据本发明一实施例的第一金属层和第二金属层的局部上视图。

图3A绘示图2沿剖面线2-2’的剖面示意图。

图3B～3D绘示根据本发明一些实施例的剖面示意图。

图4A绘示根据本发明另一实施例的显示装置的上视图。

图4B绘示图4A沿剖面线4B-4B’的剖面示意图。

图5绘示根据本发明再一实施例的显示装置的示意图。

图6绘示根据本发明又一实施例的显示装置的示意图。

图7绘示根据本发明更一实施例的显示装置的示意图。

图中元件标号说明如下：

100、200、300、400、500：显示装置

110：第二基板

120：第一阻障层

130：第一基板

140：第二阻障层

150：显示介质

160：金属围墙

161：第一金属层

161-1、161-2：第一开口

162：第一共晶层

163：第二金属层

163-1、163-2：第二开口

164：第二共晶层

165：第三金属层

170：第三阻障层

170e：外侧边缘

180：充填材料

191：彩色滤光片

193：薄膜晶体管层

195：扇出结构

195-1：第三开口

197：绝缘体

310：集成电路元件

320：软性排线

330：焊接垫

340：封装胶

350：第一功能性膜

360：第二功能性膜

370、380：无机阻障层

1B-1B’、2-2’、4B-4B’：剖面线D1、D1-1、D2、D2-1：口径

T1：厚度

W1、W2：剖面宽度

具体实施方式

根据本发明的实施例，提出一种显示装置。显示装置中，金属围墙位于两个基板之间并围绕显示介质，形成侧面方向的阻水氧结构，搭配分别位于显示介质上下方的阻障层，而能够大幅提高整体显示装置的阻水气效果。然而，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的附图是省略部分要的元件，以清楚显示本发明的技术特点。

请参照图1A～1B，图1A绘示根据本发明一实施例的显示装置的上视图，图1B绘示图1A沿剖面线1B-1B’的剖面示意图。如图1A～1B所示，显示装置100包括一第一基板130、一第二基板110、一第一阻障层120、一第二阻障层140、一显示介质150以及一金属围墙(metal enclosing wall)160。第一阻障层120设置于第二基板110上，第二阻障层140设置于第一基板130上，显示介质150设置于第一阻障层120和第二阻障层140之间。金属围墙160设置于第一基板130和第二基板110之间，金属围墙160围绕显示介质150，因此可以密封显示介质150于第一基板130和第二基板110之间。

本发明的实施例中，显示介质150可以是一有机发光二极管元件或一液晶层，而显示装置100可以是一有机发光二极管显示装置或一液晶显示装置。然而本发明的显示介质的类型可以视实际需要做选择，而不以上述为限。

如图1A～1B所示，金属围墙160包括一第一金属层161、一第二金属层163及一第三金属层165。第一金属层161位于第二阻障层140上，第一金属层161具有一第一开口161-1。第二金属层163位于第一阻障层120上。第三金属层165形成于第一金属层161和第二金属层163之间。

如图1A～1B所示，第二基板110与第一基板130对组，金属围墙160环绕显示介质150，而形成侧面方向的阻水氧结构。搭配分别位于显示介质150下方和上方的第一阻障层120和第二阻障层140，使得显示装置能够提供具有10^-6的水气穿透率(WVTR)的阻水氧效果。实施例中，如图1A所示，金属围墙160具有一厚度T1大约540～660微米(μm)，举例而言，此厚度T1可以是大约600微米。

实施例中，第一基板130和第二基板110的材质例如是可挠式透明基材且具有厚度约10～15微米，其材质例如是聚亚酰胺(PI)，厚度大约是10～15微米。实施例中，第一阻障层120和第二阻障层140可独立地分别是例如氮化硅(SiN)或氮化硅与氧化硅的堆叠层(SiN_x/SiO_x)，具有阻水氧效果。

如图1B所示，显示装置100更可包括一第三阻障层170，第三阻障层170形成于显示介质150上并包覆显示介质150。第三阻障层170具有阻水氧效果，有助于防止显示介质150受到水气与氧气的影响而氧化。第三阻障层170例如是氮化硅或氮化硅与氧化硅的堆叠层。

如图1B所示，显示装置100更可包括一充填材料180。充填材料180充填于金属围墙160内并覆盖显示介质150。一些实施例中，充填材料180具有多个亲水性官能基相邻于第一阻障层120和第二阻障层140，充填材料180具有多个疏水性官能基相邻于显示介质150。如此一来，亲水性官能基使得充填材料180具有和阻障层120/140之间具有较佳的接着性，而疏水性官能基能够为显示介质150提供更佳的阻水氧能力。

实施例中，如图1A～1B所示，第一金属层161可具有多个第一开口161-1。在制程中，从第一基板侧施加激光以热固化金属围墙160时，此些第一开口161-1使得激光束可以到达第一金属层161的下的第三金属层165的材料。

实施例中，如图1B所示，第二金属层163具有至少一第二开口163-1。实施例中，如图1B所示，第二金属层163可具有多个第二开口163-1。

实施例中，如图1A～1B所示，显示装置100更可包括一彩色滤光片191和/或一薄膜晶体管层193和一扇出(fan-out)结构195。薄膜晶体管层193设置于第一阻障层120和显示介质150之间。扇出结构195设置于第二基板110和第二金属层163之间。扇出结构195借由一绝缘体197而和第二金属层163电性绝缘。一实施例中，如图1B所示，显示介质150例如是白光有机发光二极管，彩色滤光片191设置于第一基板130和显示介质150之间。另一实施例中，显示介质150例如是红绿蓝(RGB)有机发光二极管，显示装置则可以不设置彩色滤光片于第一基板130和显示介质150之间。

实施例中，第一金属层161的一材料和第二金属层163的一材料可分别包括铜。实施例中，第一金属层161的厚度和第二金属层163的厚度分别例如是300～1000纳米(nm)。

一些实施例中，第三金属层的一材料可包括一金属，此金属满足以下条件：

1<R_PB<2，其中R_PB＝(M_oxide*ρ_metal)/(n*M_metal*ρ_oxide)，M_metal为此金属的原子量，M_oxide为此金属的一金属氧化物的分子量，ρ_metal为此金属的密度，ρ_oxide为此金属的金属氧化物的密度，n为此金属的金属氧化物的单个分子中的原子数目。

以上的公式可以改写为：R_PB＝(V_oxide/(V_metal)，其中V_metal为此金属的分子体积(molar volume)，V_oxide为此金属的金属氧化物的分子体积。

实施例中，当金属围墙160的第三金属层165的金属材料被水/氧所氧化，由于氧化反应开始于金属层的表面，因此在金属层的表面会形成一层金属氧化物覆层。当R_PB<1，金属氧化物覆层会太薄，导致金属氧化物覆层很容易断裂或破碎而无法提供保护效果或阻障效果。另一方面，当R_PB>2，金属氧化物覆层的结构会太松散而可能会碎落，而无法提供保护效果或阻障效果。根据本发明的实施例，用于制作第三金属层165的金属满足1<R_PB<2的条件，因此当第三金属层165从外表面被氧化时，形成在外表面的金属氧化物覆层够厚也够紧密，因此可以提供保护及阻障效果。

表1呈现满足上述条件的金属的选择，表1所列的金属可以用做制作第三金属层165的材料。

表1

如图1B所示，显示装置100更可包括一软性排线320和一焊接垫330。如图1B所示的实施例中，软性排线320经由焊接垫330接合于扇出结构195。

图2绘示根据本发明一实施例的第一金属层和第二金属层的局部上视图，图3A绘示图2沿剖面线2-2’的剖面示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图2和图3A所示，第一金属层161的具有剖面宽度W1的一些部分为多个肋部(rib)且形成具有多个第一开口161-1的网格图案(grid pattern)，第二金属层163的具有剖面宽度W2的一些部分为多个肋部且形成具有多个第二开口163-1的网格图案。

一些实施例中，如图2所示，第一金属层161的一肋部的剖面宽度W1小于第二金属层163的一肋部的剖面宽度W2。第一开口161-1的口径D1大于第二开口163-1的口径D2。本实施例中，剖面宽度W1例如是大约10±1微米，第一开口161-1的口径D1例如是大约50±5微米，剖面宽度W2例如是大约30±3微米，第二开口163-1的口径D2例如是大约30±3微米。本实施例中，如图3A所示，第一金属层161的单位面积光穿透率为约66％。

更进一步，实施例中，如图3A所示，扇出结构195具有多个第三开口195-1，此些第三开口195-1位于第二金属层163的第二开口163-1的下且对应于此些第二开口163-1。本实施例中，扇出结构195可具有与第二金属层163实质上相同的一图案，举例而言，扇出结构195可具有一包含多个第三开口195-1的网格图案。换言之，扇出结构195并未暴露于第二金属层163的第二开口163-1之外。如此一来，从第一基板侧施加激光以热固化金属围墙160时，匹配的第二开口163-1和第三开口195-1使得激光加热第三金属层165而不会被任何暴露出来的金属层(例如是扇出结构195)所反射，因而可以良好地控制激光束的加热效率。

图3B～3D绘示根据本发明一些实施的例剖面示意图，其中呈现根据图3A的第一金属层和第二金属层的一些变化态样。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

本实施例中，如图3B所示的结构具有一网格图案，其图案类似于如图3A所示的结构的网格图案。本实施例中，第一金属层161的具有剖面宽度W1的一些部分为多个肋部且形成具有两种第一开口161-1和161-2的网格图案，第二金属层163的具有剖面宽度W2的一些部分为多个肋部且形成具有多个第二开口163-1的网格图案。如图3B所示，第一金属层161的一肋部的剖面宽度W1小于第二金属层163的一肋部的剖面宽度W2。本实施例中，如图3B所示，第一金属层161的单位面积光穿透率为约33％。

实施例中，第一开口161-1的口径D1实质上等于第二开口163-1的口径D2，第一开口161-2的口径D1-1小于第二开口163-1的口径D2。本实施例中，剖面宽度W1例如是大约10±1微米，第一开口161-1的口径D1例如是大约30±3微米，第一开口161-2的口径D1-1例如是大约10±1微米，剖面宽度W2例如是大约30±3微米，第二开口163-1的口径D2例如是大约30±3微米。

本实施例中，如图3C所示的结构具有一网格图案，其图案类似于如图3A所示的结构的网格图案。本实施例中，第一金属层161的具有剖面宽度W1的一些部分为多个肋部且形成具有两种第一开口161-1和161-2的网格图案，第二金属层163的具有剖面宽度W2的一些部分为多个肋部且形成具有多个第二开口163-1的网格图案。如图3C所示，第一金属层161的一部分的剖面宽度W1小于第二金属层163的一部分的剖面宽度W2。本实施例中，如图3C所示，第一金属层161的单位面积光穿透率为约50％。

实施例中，第一开口161-1的口径D1实质上等于第二开口163-1的口径D2，第一开口161-2的口径D1-1小于第二开口163-1的口径D2。本实施例中，剖面宽度W1例如是大约5±1微米，第一开口161-1的口径D1例如是大约30±3微米，第一开口161-2的口径D1-1例如是大约5±1微米，剖面宽度W2例如是大约30±3微米，第二开口163-1的口径D2例如是大约30±3微米。

本实施例中，如图3D所示的结构具有一网格图案，其图案类似于如图3A所示的结构的网格图案。本实施例中，第一金属层161的具有剖面宽度W1的一些部分为多个肋部且形成具有两种第一开口161-1和161-2的网格图案，第二金属层163的具有剖面宽度W2的一些部分为多个肋部且形成具有两种第二开口163-1和163-2的网格图案。如图3D所示，第一金属层161的一部分的剖面宽度W1实质上等于第二金属层163的一部分的剖面宽度W2。本实施例中，如图3D所示，第一金属层161的单位面积光穿透率为约50％。

实施例中，第一开口161-1的口径D1实质上等于第二开口163-1的口径D2，第一开口161-2的口径D1-1实质上等于第二开口163-2的口径D2-1。本实施例中，剖面宽度W1例如是大约5±1微米，第一开口161-1的口径D1例如是大约30±3微米，第一开口161-2的口径D1-1例如是大约5±1微米，剖面宽度W2例如是大约5±1微米，第二开口163-1的口径D2例如是大约30±3微米，第二开口163-2的口径D2-1例如是大约5±1微米。

图4A绘示根据本发明另一实施例的显示装置200的上视图，图4B绘示图4A沿剖面线4B-4B’的剖面示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图4A～4B所示，显示装置200中，金属围墙160可更包括一第一共晶层(cocrystallization layer)162，第一共晶层162形成于第一金属层161和第三金属层165之间。在接合第一金属层161和第三金属层165时，由第一金属层161和第三金属层165的材料发生共结晶而形成第一共晶层162。

本发明的一些实施例中，第一共晶层162可具有单层结构或多层结构。

如图4B所示，金属围墙160可更包括一第二共晶层164，第二共晶层164形成于第二金属层163和第三金属层165之间。在接合第二金属层163和第三金属层165时，由第二金属层163和第三金属层165的材料发生共结晶而形成第二共晶层164。

本发明的一些实施例中，第二共晶层164可具有单层结构或多层结构。

一实施例中，第一金属层161和第二金属层163包括铜，第三金属层165包括锡(Sn)、锡银合金(Sn-Ag)或锡银铋合金(Sn-Ag-Bi)，因此第一共晶层162和第二共晶层164为铜锡合金层。本实施例中，第一共晶层162和第二共晶层164包括例如六铜五锡合金(Cu₆Sn₅)，其结构紧密度高于三铜锡合金(Cu₃Sn)。

一些实施例中，第一共晶层162和第二共晶层164各自分别具有等于或小于230℃的一共晶温度，例如是80～230℃。由于共晶温度相对较低，因此激光固化制程中所产生的热不会对显示介质150造成损害。

一些实施例中，第一共晶层162和第二共晶层164各自可具有等于或小于5埃的一厚度，例如是2～5埃。当厚度大于5埃，第一共晶层162和第二共晶层164的强度会转弱而容易破裂。根据本发明的实施例，第一共晶层162和/或第二共晶层164具有等于或小于5埃的厚度可以具有良好的均匀性以及良好的强度。

图5绘示根据本发明再一实施例的显示装置300的示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图5所示，实施例中，显示装置300可更包括一无机阻障层370，无机阻障层370邻接金属围墙160的一侧壁。更详细地说，如图5所示，无机阻障层370邻接金属围墙160的外侧侧壁以防止水气和氧气穿过金属围墙160而损害显示介质150。

实施例中，如图5所示，无机阻障层370邻接金属围墙160的侧壁的第一金属层161和第三金属层165的接合处及第二金属层163和第三金属层165的接合处。由于接合的介面较容易被水气和氧气所穿透，无机阻障层370邻接金属层的接合处的介面有助于防止显示介质150被水气和氧气所氧化造成的伤害。

实施例中，如图5所示，显示装置300更可包括一无机阻障层380，无机阻障层380邻接显示装置150的暴露的侧壁以及第三阻障层170的外侧边缘170e，此外侧边缘170e位于与显示介质150接合处。

一些实施例中，无机阻障层370和380的材料可包括金属、一有机硅烷材料(organo-silane material)、一有机钛材料(organo-titanium material)、一有机铝材料(organo-aluminum material)或上述的组合。在上述的有机金属材料的中，有机部分包括亲水性官能基和疏水性官能基，亲水性官能基用以接着至金属围墙160，而疏水性官能基用以提供阻水氧的效果。

如图5所示，显示装置300可更包括一集成电路元件(IC component)310，集成电路元件310设置于第二基板110上。实施例中，软性排线320经由焊接垫330接合于第二基板110。

图6绘示根据本发明又一实施例的显示装置400的示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图6所示，显示装置400可更包括一封装胶(encapsulating glue)340，封装胶340形成于第二基板110上。实施例中，封装胶340具有阻水氧的效果。实施例中，如图6所示，第一基板130的尺寸例如小于第二基板110的尺寸，封装胶340包覆第一基板130、第二基板110及金属围墙160。实施例中，封装胶340的上表面例如是平面，有利于在后续制程中形成膜层于封装胶340上。

如图6所示，显示装置400更可包括一第一功能性膜(functional film)350。更进一步，如图6所示，显示装置400更可选择性地包括一第二功能性膜360。封装胶340具有足够的粘性，使得第一功能性膜350可粘合于封装胶340上，无须额外的粘着层。实施例中，第一功能性膜350的厚度例如是约200～300微米。第二功能性膜360设置于第二基板110之下，实施例中，第二功能性膜360的厚度例如是小于第一功能性膜350的厚度。实施例中，第一功能性膜350和第二功能性膜360例如是透明阻水氧膜材，其材质例如是聚甲基丙烯酸酯(PMMA)、乙烯对苯二甲酸酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。

图7绘示根据本发明更一实施例的显示装置500的示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图7所示的显示装置500与如图6所示的显示装置400主要的差异在于金属围墙160的设计。如图7所示的金属围墙160采用如图1B所示的设计。更进一步，显示装置500中，软性排线320经由焊接垫330接合于第二基板110。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。