[发明专利]在显示区具有挡墙结构的显示器元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有挡墙结构的显示器元件，特别涉及一种利用溶液工艺形成的咖啡环(coffee ring)的环边作为挡墙结构的显示器元件。

背景技术

液晶显示器中的彩色滤光片，其传统制作方式是将三原色的彩色光刻胶材料经过3道黄光工艺，依序定义在像素内，形成彩色滤光片。由于彩色光刻胶是以旋转涂布方式形成，因此9成以上昂贵的彩色光刻胶均被旋转掉，非常不经济。此外，曝光显影中需使用大量的溶剂，也会造成环境污染问题，而因应显示器尺寸逐渐增加的趋势，传统的黄光光刻工艺已不敷需求。

在美国专利第6162510号中披露的数字喷印技术是将彩色滤光片的3原色颜料喷印到黄光工艺定义好的3组孔穴中，形成彩色滤光片。虽然可利用喷墨方式解决彩色光刻胶材料损失与大面积制作的问题，但是在储墨挡墙方面仍需通过黄光工艺形成，因此会面临挡墙光刻胶材料浪费与大面积化制作的问题。

显示器的储墨挡墙的宽度一般均需在20μm以内，特别是针对彩色滤光片，在提升开口率的要求下，挡墙宽度要越窄越好，然而现今喷墨技术液滴仅能做到每个液滴为2pl(1pl＝10^-12公升)的体积量，以1pl换算成球体，其直径约在12μm以上，因此即使以喷墨技术制作挡墙，其宽度约在数十至数百μm，无法得到高分辨率的挡墙结构。

在高分子有机电致发光显示器(PLED)的传统工艺中，是使用黄光工艺在导电透明基板上定义图案，制作出储墨孔穴，再将发光材料涂布到定义好的孔穴中，经过后段工艺，封装成为发光元件。同样地，虽然能利用喷印方法制作出PLED的各膜层而得到发光元件，但其挡墙制作仍须使用黄光工艺。

在美国专利第6838361号中披露利用咖啡环原理制造薄膜晶体管的方法，其是沉积一种材料在基板上形成咖啡环，利用咖啡环的环边作为分隔层，并且蚀刻除去咖啡环中央部分的薄膜，然后在咖啡环的环边上或其两侧沉积另一种材料作为源极/漏极层，在形成源极和漏极之后，再利用剥离(lift-off)工艺去除咖啡环的残留堆积。其缺点为需要多一道剥离工艺成本，同时剥离工艺对于源极和漏极电极表面特性具有影响及破坏性。

因此，业界亟需一种应用于显示器元件的挡墙结构，其可以不需利用黄光工艺制作，同时可达到高分辨率、低材料耗损以及大面积化制作的目的。

发明内容

本发明应用液滴干燥形成咖啡环，并使用溶液工艺，利用咖啡环的环边作为挡墙结构，以取代传统的黄光工艺，达到大面积化、高分辨率、低材料耗损及全喷印式的显示器元件的制作。

本发明提供一种在显示区具有挡墙结构的显示器元件，包括：多个挡墙结构设置于显示器基板的显示区上，该挡墙结构用以定义像素区，且其中该挡墙结构为溶液干燥形成的咖啡环的环边；以及覆印材料填满于该像素区内。

此外，本发明更提供一种在显示区具有挡墙结构的显示器元件的制造方法，包括：以溶液工艺使得挡墙材料溶液形成于显示器基板的显示区上，挡墙材料溶液干燥形成一个或一个以上的咖啡环，其中咖啡环的环边作为挡墙结构，且至少定义一像素区；以及喷印或涂布覆印材料，填满于该像素区内。

为了让本发明能更明显易懂，以下配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A至1C为咖啡环的形成机制。

图2A至2G为依据本发明第一实施例的圆形挡墙结构制造流程的剖面图。

图3为依据本发明第一实施例的圆形挡墙结构阵列的平面示意图。

图4为依据本发明第一实施例的圆形挡墙结构阵列的光学显微镜照片。

图5A至5D为依据本发明第二实施例的条状环形挡墙结构制造流程的平面图。

图6为依据本发明第二实施例的条状环形挡墙结构阵列的平面示意图。

图7为依据本发明第二实施例的条状环形挡墙结构阵列的光学显微镜照片。

图8为依据本发明第三实施例的长条环形挡墙结构阵列的平面示意图。

图9为依据本发明第三实施例的长条环形挡墙结构阵列的光学显微镜照片。

图10为依据本发明第三实施例的长条环形挡墙结构阵列上喷印三原色彩色光刻胶的彩色滤光片的光学显微镜照片。

图11A至11D为依据本发明的一实施例控制挡墙结构的环边间距的制造流程剖面图。

图12A至12C为依据图11A至11D的制作方式，以喷墨头移动距离分别为100μm、130μm和150μm时，所得到的挡墙结构利用白光膜厚干涉仪观察及量测的结果。

附图标记说明