中空的电子显示屏的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月10日提交的美国非临时专利申请序列号15/233,818和2016年6月10日提交的美国临时专利申请序列号62/348,421的优先权，所有申请的全部内容以引用方式被并入本文。

本申请涉及电子显示屏的制造，更具体地涉及制造中空电子显示屏的方法和系统。

背景技术：

现今，由于移动设备的某些区域被保留用于诸如照相机，环境光传感器，近距离传感器等的各种传感器，所以设置在移动设备侧面的电子显示屏不占用移动设备的整个侧面。包含传感器的区域比传感器大得多，这些区域不作为显示屏的一部分。结果，电子显示屏的尺寸被减小。此外，用于制造电子显示屏的制造技术被优化用于制造矩形电子显示屏。

技术实现要素：

在此提出的是制造不规则形状的电子显示屏的制造技术，其包括可以放置传感器，例如相机的中空。制造技术能够在制造过程中随时创建中空。所得到的电子显示屏占据移动设备的整个侧面，传感器放置在显示屏内并被显示屏包围。

附图的简要说明

图1a是根据一个实施例的创建中空电子显示屏并将诸如照相机，环境光传感器和/或近距离传感器的传感器放置在中空内的方法的流程图。

图1b示出了根据一个实施例的与多个行和列电极相关联的分布图案。

图2a是根据另一实施例的创建中空电子显示屏并将诸如照相机，环境光传感器和/或近距离传感器的传感器放置在中空内的方法的流程图。

图2b示出了根据一个实施例的使用光掩模对基板曝光。

图2c示出了根据一个实施例的改进的光掩模。

图3示出了根据一个实施例的设置在与电子显示屏相关联的中空内的传感器。

图4示出了根据一个实施例的布置在与电子显示屏相关联的中空内的传感器的侧视图。

图5示出了根据一个实施例的与电子显示屏相关联的圆形中空。

图6示出了根据一个实施例的与电子显示屏相关联的矩形中空。

图7示出了根据一个实施例的布置在与电子显示屏相关联的层上的密封剂。

具体实施例

技术

这里提出的是制造不规则形状的电子显示屏的制造技术，其包括可以放置诸如照相机的传感器等的中空。制造技术能够在制造过程中随时创建中空。所得到的电子显示屏占据移动设备的整个侧面，传感器放置在显示屏内并被显示屏包围。

制造诸如液晶显示屏(lcd)，有机发光二极管(oled)显示屏和微机电系统(mems)显示屏之类的电子显示屏的过程涉及创建多个层。多个层包括薄膜晶体管(tft)层，滤色器(cf)层和显示层，其包括诸如液晶、oled、mems等的显示元件。tft层中的每个tft连接到电极行列交叉。电极行被连接到称为行驱动器的第一集成电路，其通过向行电极的端部施加电压来确定要激活哪些电极行。电极列连接到第二集成电路(列驱动器)，该列驱动器通过向列电极的端部施加电压来确定要激活哪些电极列。当行和列电极都被激活时，tft被激活。当tft被激活时，tft又反过来激活相应的传输光的显示元件。由显示元件传输的光由cf层中的相应颜色区域着色，以产生可见光谱中的任何颜色。此外，由显示元件传输的光可以包括可见光谱外的频率，例如红外(ir)。一组tft，相应的显示元件以及与cf层相关联的对应的颜色区域形成子像素。

创建tft层包括多个步骤。首先，将薄膜晶体管(tft)沉积到诸如玻璃基板或塑料基板的基板上。之后，将光阻材料涂层放置在tft涂层上。

在照相显影步骤中，光阻材料涂层暴露于诸如紫外(uv)光的光。光掩模用于选择性地对光阻材料涂层进行遮光。光掩模上的图案转移到光阻材料涂层上。照相显影步骤根据光阻材料涂层的类型而变化。光阻材料涂层可以是正性或负性。当光阻材料涂层为正性时，照相显影过程除去暴露于光的光阻材料涂层。当光阻材料涂层为负性时，照相显影过程除去未暴露于光的光阻材料涂层。

蚀刻步骤除去未被光阻材料保护的tft涂层。剥离步骤通过将有机溶剂喷涂在基材上而从tft中除去剩余的光阻材料涂层，从而在蚀刻步骤期间只留下被光阻材料涂层保护的区域的基板上的tft。

tft层的创建可以包括除了本文所述的步骤之外的步骤。此外，可以多次重复这里描述的一个或多个步骤。

创建cf层涉及多个步骤，其中一些步骤被在此描述。首先，将黑色光阻材料沉积在诸如玻璃基板的基板上。接下来，用热处理基板上的黑色光阻材料以除去溶剂。黑色光阻材料通过光掩模曝光。光掩模的形状可以是网格状的，或者具有添加到网格的各种形状的修改的网格。通过光掩模将黑色光阻材料暴露于诸如uv光的光。在照相显影步骤中，除去暴露于光的光阻材料(正性光阻材料)或未曝光的光阻材料(负性光阻材料)。

接下来，将颜色区域，例如红色，绿色，蓝色，青色，品红色，黄色，白色，红外(ir)等添加到具有剩余的黑色光阻材料的基板中。用单色光阻材料(例如红色光阻材料)涂覆基材，并预烘烤以除去溶剂。红色光阻材料通过光掩模曝光。光掩模可以采取各种形状。在照相显影步骤中，将曝露于光的红色光阻材料(正性光阻材料)或未暴露于光(负性光阻材料)的红色光阻材料从基材除去。为了添加诸如绿色、蓝色、青色、品红色、黄色、白色、红外(ir)等的附加颜色，用绿色光阻材料和蓝色光阻材料涂覆基材，并重复曝光和照相显影步骤。

创建显示层包括在tft层或cf层上沉积密封剂。密封剂的形状限定了电子显示屏的周长。在密封剂内部，沉积显示元件，例如液晶、oled、mems等。

图1a是根据一个实施例的创建中空电子显示屏并将诸如照相机、环境光传感器和/或近距离传感器的传感器放置在中空内的方法的流程图。在这种方法中，在将诸如颜色区域、tft、显示元件等的各种元素沉积在各种基板上之前，在电子显示屏中形成中空部。

在步骤100中，提供与在电子显示屏中的多个层相关联的掩模。电子显示屏可以是平板显示屏，并且包括滤色器(cf)层、薄膜晶体管(tft)层和显示层。多个层中的每个层可以具有基本上相同的形状。掩模可以形状为圆形、椭圆形、方形、矩形，具有一个或多个圆角的正方形、具有一个或多个圆角的矩形等。该掩模可以设置在电子显示屏上的任何位置，例如靠近与电子显示屏相关联的顶部边缘、在电子显示屏的中间、在与电子显示屏相关联的角落中、沿着电子显示屏的侧面等。

在一个实施例中，掩模的边缘跟踪子像素边界。由于子像素的尺寸显著小于掩模的尺寸和曲率，掩模的边缘看起来平滑，并且沿着掩模边缘不可见子像素轮廓。在另一个实施例中，如图1b所示，掩模的边缘不与子像素边界对准。

在步骤110中，从与cf层相关联的cf基板和与tft层相关联的tft基板除去与掩模相对应的中空，以产生中空的基板。中空的基板包括cf基板和中空的tft基板。除去与掩模相对应的中空可以以各种方式进行，包括切割和/或蚀刻。可以用激光器或金刚石锯切割中空。该激光器可以是康宁激光技术公司的激光器，它可以用持续数皮秒的超短激光脉冲切割玻璃。可以通过用耐蚀刻涂层涂覆cf基板和tft基板来进行蚀刻。耐蚀刻涂层分布在cf基板和tft基板各处上，除了对应于掩模的中空之外。将涂覆的cf基板和涂覆的tft基板浸没在蚀刻剂中，其除去在未涂覆区域中的基板。在下一步骤中，从cf基板和tft基板上除去耐蚀刻涂层。

在步骤120中，多个颜色分布在中空的cf基板上。cf基板可以由诸如玻璃、塑料等各种材料制成。多个颜色分布以跟随中空的cf基板的轮廓，而不在与掩模相对应的基板中空中沉积任何颜色。颜色是通过电磁光谱的各种频带，如红、绿、蓝、白、红外(ir)、青色、品红色、黄色等的滤波器。

在步骤130中，多个薄膜晶体管设置在中空的tft基板上。tft基板可以由诸如玻璃、塑料等各种材料制成。多个tft分布成跟随中空的tft基板的轮廓，而不在与掩模相对应的基板中空中沉积任何tft。

在步骤140中，对应于多个薄膜晶体管的多个行和列电极分布以使得被中空中断的多个行和列电极中的每个行和列电极部分地跟随与空心相关联的周边。分布图案在图1b中被进一步说明。步骤140可以在多个tft沉积在tft基板上之前和/或在多个tft沉积在tft基板上之后被执行。

在步骤150中，将cf层和tft层组合以获得电子显示屏。电子显示屏包括对应于掩模的中空。中空可以具有与掩膜相同的形状。组合cf层和tft层包括在cf层或tft层上沉积密封剂。沉积密封剂包括跟踪中空基材的周边。一旦密封剂被沉积，显示元件被沉积在由密封剂封闭的区域内。显示元件可以是液晶、oled或mems。

在步骤160中，诸如照相机、环境光传感器和/或近距离传感器的传感器设置在中空内，使得传感器的顶部与电子显示屏的顶部对准。例如，相机的顶部包括与相机相关联的镜头。相机镜头与电子显示屏的顶部对准，并放置在与电子设备相关联的盖玻片下方。

图1b示出了根据一个实施例的与多个行和列电极相关联的分布图案。多个行电极170(为简明仅标记一个行电极)和多个列电极180(为简明仅标记一个列电极)以改进的类似格栅状图案被分布在基板上，该图案围绕与掩膜对应的中空190。薄膜晶体管105设置在行电极和列电极的交点处(为了简洁起见，仅标注一个薄膜晶体管)。由中空190中断的行电极115的段125部分地沿着与中空190相关联的周边。可以存在有多个由中空190中断的行电极。类似地，被中空190中断的各列电极135、145、155的段165、175、185部分地沿着与中空190相关的周边。

对应于空心190的掩模不沿着子像素边界，并且中空190的形成创建了部分地形成的像素的区域195。区域195由子像素边界197限定。包括部分地形成的子像素的区域195不是电子显示屏的一部分，并且被用于布置行电极段125和多个列电极段165、175、185以围绕中空190。

图2a是根据另一实施例的创建中空电子显示屏并将诸如照相机、环境光传感器和/或近距离传感器的传感器放置在中空部内的方法的流程图。在这种方法中，在各种基板上沉积诸如彩色区域、tft、显示元件等各种元件之后，在电子显示屏中产生中空部分。在这种方法中，不需要修改制造机器，以避免在基板内形成的中空中沉积各种元件。尽管在空心中沉积各种元素增加了废弃材料的量，废弃材料的低成本以及不需要修改制造机器使这种方法具有成本效益。

在步骤200中，提供对应于电子显示屏中的多个层的掩模。电子显示屏可以是平板显示屏，并且包括滤色器(cf)层、薄膜晶体管(tft)层、偏振器层和显示层。多个层中的每个层可以具有基本上相同的形状。掩模可以形状为圆形、椭圆形、方形、矩形、具有一个或多个圆角的正方形、具有一个或多个圆角的矩形等。该掩模可以设置在电子显示屏上的任何位置，例如靠近与电子显示屏相关联的顶部边缘、在电子显示屏的中间、在与电子显示屏相关联的角落中、沿着电子显示屏的侧面等。

在一个实施例中，掩模的边缘跟踪子像素边界。由于子像素的尺寸显著小于掩模的尺寸和曲率，则掩模的边缘看起来平滑，并且沿着掩模边缘子像素轮廓是不可见的。当掩模的边缘追踪子像素边界时，只有对应于整个子像素的区域被除去，并且不保留部分地形成的子像素。

在另一个实施例中，掩模的边缘不追踪子像素边界。一旦从基板除去对应于掩模的中空，部分地形成的子像素不起到显示屏的一部分的作用。相反，图1b中的包括部分地形成的子像素的区域195被用于将图案中的多个行和列电极布置成围绕中空的图案，如图1b所示。

在步骤210中，提供cf层。cf层包括cf基板和设置在cf基板上的多个颜色区域。基板可以由玻璃、塑料等各种材料制成。彩色区域是通过电磁光谱的各种波段，例如红、绿、蓝、白、、红外(ir)、青色、品红色、黄色等等的滤镜。

提供cf基板包括将着色光阻材料涂层沉积到cf基板上。着色光阻材料涂层包括通过电磁光谱的各种波段，如红、绿、蓝、白、红外(ir)、青、品红、黄、黑等的滤镜。

通过光掩模将着色光阻材料暴露于诸如uv光的光。图2b示出了根据一个实施例的使用光掩模的基板对光的曝光。光源245传输诸如uv光的光，并且通过光掩模255照射基板265。基板265可以是cf基板、tft基板等。光掩模255上的图案被转印到光阻材料涂层以形成图案275。

光掩模可以呈现各种形状。在一个实施例中，基于所提供的掩模来修改光掩模。图2c示出了根据一个实施例的改进的光掩模。元件270是未修改的光掩模，包括多个保护区域280(为简洁起见，图中仅标记了一个保护区域280)和多个未保护区域290(为简洁起见，图中仅标记了其中一个区域)。元件205对应于用于修改光掩模270的掩模。修改的掩模215包括多个保护区域225(为简洁起见，图示中仅标记其中一个)和多个未保护区域235(为简洁起见，图中仅标记了一个保护区域)，其中多个未保护区域235包括掩模205。

最后，使用照相显影过程将多个未保护区域235从基板移除。在照相显影步骤中，如果光阻材料为正，则从基板除去曝光的光阻材料，如果照片为负，则从基板除去未曝光的光阻材料。为了添加诸如绿色、蓝色、黄色、品红色、黑色、白色、青色、红外等的其他颜色，用适当着色的光阻材料涂覆基材，并重复曝光和照相显影步骤。

在图2a的步骤220中，提供显示层，其包括设置在cf层和tft层之间的多个显示元件。多个显示元件被配置为传输光并且可以包括液晶、oled、mems等。提供显示层包括沉积密封剂，以及在密封剂内部沉积多个显示元件。密封剂沉积在诸如cf层或tft层的多个层中的层上。密封剂的形状跟随与电子显示屏相关联的至少部分的轮廓、图7中的元件730、与掩模相关联的轮廓、图7中的元件740。显示元件沉积在由密封剂限定的轮廓内。

在图2的步骤230中，如图2a所示，提供tft层，其包括tft基板和设置在tft基板上的多个晶体管。tft基板可以由诸如玻璃、塑料等的各种材料制成。提供tft层包括沉积tft，沉积光阻材料涂层，改变光掩模，以及从基板除去多个未保护区域。最初，tft沉积到tft基板上。光阻材料涂层沉积在薄膜晶体管上。通过光掩模将光阻材料暴露于诸如uv光的光，如图2b所示并在此描述的。光掩模可以采取各种形状。在一个实施例中，基于所提供的掩模来修改光掩模，如图2c所示并在此描述的。光掩模包括多个保护区域和多个未保护区域。

最后，除去多个未保护区域以在多个保护区域中留下设置在tft基板上的tft。未保护区域的除去可以通过照相显影、蚀刻和剥离来完成。在照相显影步骤中，将曝露于光的光阻材料(正性光阻材料)或未暴露于光的光阻材料(负性光阻材料)从基材上除去。在蚀刻步骤中，光阻材料被除去的区域中的tft被蚀刻掉，仅在多个保护区域中留下tft和光阻材料涂层。在剥离步骤中，从基板除去光阻材料，仅在多个保护区域中留下tft。

另外，提供tft层包括分布对应于多个薄膜晶体管的多个行和列电极，使得被中空中断的多个行和列电极中的每个行和列电极沿着与中空相关的周边。分布图案在图1b中进一步说明。在多个tft沉积在tft基板上之前和/或在多个tft沉积在tft基板上之后，可以执行分布多个行和列电极。

在步骤240中，从cf层、显示层、偏振器层和tft层除去中空，其中除去的中空对应于所提供的掩模。由于掩模的边缘跟踪子像素边界，所以仅删除对应于整个子像素的区域，并且不保留部分地形成的子像素。除去与掩模相对应的中空可以以各种方式进行，包括切割和/或蚀刻。可以用激光或金刚石锯切割中空。该激光器可以是康宁激光技术公司的激光器，它可以用持续数皮秒的超短激光脉冲切割玻璃，可以通过用耐蚀刻涂层涂覆cf基板、显示层、偏振器层和tft基板来进行蚀刻。除了与掩模相对应的中空之外，耐蚀涂层分布在cf层、显示层、偏振层和tft层的各处。将涂覆的cf层、涂覆的显示层、涂覆的偏振器层和涂覆的tft层浸没在诸如化学蚀刻剂的蚀刻剂中，其除去未涂覆区域中的基板。在下一步骤中，从cf基板、显示层、偏振片层和tft基板除去耐蚀刻涂层。在一个实施例中，偏振器层被特别地制造以被偏光材料冲压，其中压模是中空基板的形状。通过冲压偏光片以排除掩模，废弃的偏振材料的量减少。

在步骤250中，将cf层、显示层和tft层组合以获得组合层。可以在步骤250之前执行步骤240。也就是说，可以分别从电子显示屏中的每个层移除中空部分。或者，可以在步骤250之后执行步骤240，这意味着中空可以从组合层一次移除。

在步骤260中，诸如照相机、环境光传感器和/或近距离传感器之类的传感器设置在除去的中空内，传感器的顶部与电子显示屏的顶部对齐。例如，相机的顶部包括与相机相关联的镜头。相机镜头与电子显示屏的顶部对准，并放置在与电子设备相关联的盖玻片下方。

图3示出了根据一个实施例的设置在与电子显示屏相关联的中空内的传感器。诸如平板显示屏的电子显示屏300包括滤色器(cf)层310、显示层320、薄膜晶体管(tft)层330和诸如照相机、环境光传感器和/或近距离传感器的传感器340。电子显示屏300可以包括附加层，例如偏振器层、导光板、漫射层等。显示层320可以包括液晶、有机发光二极管或微机电系统(mems)装置。传感器340设置在形成在电子显示屏300中的中空350内。中空350可以具有不同的形状，例如具有一个或多个圆角的矩形形状，如图3所示。此外，中空350可以呈具有尖角的矩形形状、椭圆形、圆形、正方形等。传感器340的顶表面可以设置在与电子显示屏300的顶表面相同的高度。此外，传感器340的顶表面可以从电子显示屏300的顶表面稍微凹入。传感器340与电子显示屏300光学隔离，使得来自电子显示屏300的光不会到达传感器340。传感器340可以使用围绕传感器340并延伸到盖玻片的光学不透明材料来隔离。

图4示出了根据一个实施例的布置在与电子显示屏相关联的中空内的传感器的侧视图。盖玻片400设置在电子显示屏410和传感器340的上方。传感器340的顶表面和电子显示屏410的顶表面可以处于相同的高度。此外，传感器340的顶表面可以从电子显示屏410的顶表面稍微凹入，从而在传感器340的顶表面和盖玻片400之间形成空气间隙490。在另一实施例中，电子显示屏410包括顶部偏振器层420、cf层430、显示层440、tft层450、底部偏振器层460、漫射器470、导光板480和传感器340。显示层440可以包括液晶、有机发光二极管或微机电系统(mems)装置。传感器340与电子显示屏410光学隔离，使得来自电子显示屏410的光不会到达传感器340。传感器340可以使用围绕传感器340并且延伸到盖玻片400的光学不透明材料来隔离。

图5示出了根据一个实施例的与电子显示屏相关联的圆形的中空。圆形的中空500形成在电子显示屏510内部。圆形的中空500可以放置在电子显示屏510上的任何位置，例如与电子显示屏510相关联的前部520，如图5所示、电子显示屏510的中间部分、电子显示屏510的中间左侧部分、电子显示屏510的中间右侧部分、电子显示屏510的底部等。传感器340放置在圆形的中空500内。所有侧面上的中空被有源电子显示屏510包围。

图6示出了根据一个实施例的与电子显示屏相关联的矩形的中空。具有两个圆角的矩形的中空600形成在电子显示屏610内部。矩形的中空600可以放置在电子显示屏610上的任何位置，例如电子显示屏610的前额、左下角、右下角、中间左侧，中间右侧等。当矩形的中空600靠近与电子显示屏610相关联的一个边缘(例如边缘620)放置时，形成在矩形的中空600和边缘620之间的电子显示屏610的薄部分630不包括激活的显示元件。相反，薄部分630用作电子显示屏610的结构支撑。在一个实施例中，多个胶珠640被放置在薄部分630的表面上，以进一步为电子显示屏610提供结构支撑。在另一个实施例中，密封剂被放置在薄部分630的表面上，以进一步为电子显示屏610提供结构支撑。

图7示出了根据一个实施例的布置在与电子显示屏相关联的层上的密封剂。分配器720将密封剂700布置在与诸如cf层或tft层的与电子显示屏相关联的层710上。密封剂700的形状跟随电子显示屏的轮廓730和中空的轮廓740。密封剂部分750是可选的，并且在一些实施例中可以被除去。当添加时，密封剂部分750为电子显示屏提供附加的结构支撑。显示元件，诸如液晶、有机发光二极管或mems沉积在区域760内。在其他实施例中，显示元件被沉积在电子显示屏的轮廓730内，包括由中空的轮廓740定义的区域。

备注

说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导目的而选择的，并且它可能没有被选择来描绘或限定本发明的主题。因此，意图是由本申请基础上发布的任何权利要求来限制本发明的范围，而不是由本详细描述来限制。因此，各种实施例的公开旨在说明性而不是限制实施例的范围，其在所附权利要求中进行阐述。