CN109830186B - 显示面板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示面板及其制造方法。显示面板包括一基板、多个像素单元、一颜色转换层、一保护层以及一遮光层。颜色转换层位于基板上。保护层覆盖颜色转换层，保护层包括多个图案化保护单元，每一个图案化保护单元各对应于一个像素单元。遮光层位于此些图案化保护单元之间形成的间隙中。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示面板及其制造方法，且特别是涉及一种可制造良好品质的显示面板及其制造方法。
背景技术
随着科技进步，具备显示面板的电子显示装置已广泛地应用于日常生活的用品中，举凡智能型手机、平板计算机、笔记型计算机、显示器或电视等，都是现代人不可或缺的必需品。
当此类型的电子显示装置逐渐成为市场主流的情况下，如何以不同的方式制造出良好品质的显示面板，已成为相关业者所致力的目标之一。
发明内容
本发明提供一种显示面板及其制造方法，利用一保护层覆盖颜色转换层，以达到保护颜色转换层的作用，解决颜色转换层于制作工艺过程中容易受到损伤而产生缺陷的问题。
根据本发明的一方面，提出一种显示面板。显示面板包括一基板、数个像素单元、一颜色转换层、一保护层以及一遮光层。颜色转换层位于基板上。保护层覆盖颜色转换层，保护层包括数个图案化保护单元，每一个图案化保护单元各对应于一个像素单元。遮光层位于此些图案化保护单元之间形成的间隙中。
根据本发明的一方面，提出一种显示面板的制造方法。显示面板的制造方法包括以下步骤。首先，提供一基板。接着，形成一颜色转换层于基板上。之后，形成一保护材料层，以覆盖颜色转换层。图案化保护材料层，以形成一保护层，其中保护层包括数个图案化保护单元。而后，形成一遮光材料层于基板、颜色转换层及保护层上。最后，图案化遮光材料层，以形成一遮光层，其中遮光层位于该些图案化保护单元之间形成的间隙中。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图详细说明如下：
附图说明
图1为本发明第一实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图；
图2A～图2H为本发明一实施例的显示面板的一基板的一侧的制造实施例的示意图；
图3为本发明第二实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图；
图4为本发明第三实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图；
图5为本发明第四实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图；
图6为本发明第五实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图；
图7为本发明第六实施例的显示面板的一基板的一侧的剖视图。
符号说明
1、2、3、4、5、6：显示面板
10、60：基板
11：黑色矩阵层
12、42、62：彩色滤光层
12R、12G、12B、42R、42G、42B、62R、62G、62B：彩色滤光单元
13、23、33：颜色转换层
131：YAG荧光粉
132：粘着剂
14：保护层
141：间隙
14’：保护材料层
14U：图案化保护单元
15：遮光层
15’：遮光材料层
17：第一光掩模
18：第二光掩模
66：发光层
66L：发光单元
P1、P2、P3：像素单元
具体实施方式
在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件「上」或「连接到」另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为「直接在另一元件上」或「直接连接到」另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，「连接」可以指物理及/或电连接。再者，「电连接」或「耦合」可为二元件间存在其它元件。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非内容清楚地指示，否则单数形式「一」和「该」旨在包括多形式，包括「至少一个」。如本文所使用的，术语「及/或」包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语「包括」及/或「包括」指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一个或多个其它特征、区域整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
此外，诸如「下」或「底部」和「上」或「顶部」的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的「下」侧的元件将被定向在其他元件的「上」侧。因此，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件「下方」或「下方」的元件将被定向为在其它元件「上方」。因此，示例性术语「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。
本文参考作为理想化实施例的示意图的截面图来描述示例性实施例。因此，可以预期到作为例如制造技术及/或公差的结果的图示的形状变化。因此，本文所述的实施例不应被解释为限于如本文所示的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域通常可以具有粗糙及/或非线性特征。此外，所示的锐角可以是圆的。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不是旨在示出区域的精确形状，并且不是旨在限制权利要求的范围。
请参照图1，其绘示根据本发明第一实施例的显示面板1的一基板10的一侧的剖视图。显示面板1可包括数个像素单元(或可称为一子像素单元)，此些像素单元可呈阵列形式排列成一像素阵列。在图1中，仅绘示出三个像素单元P1、P2、P3。可理解的是，在图面未示出的地方(包括沿X轴和Y轴延伸的方向)还可包括其它像素单元。
本实施例中，基板10为靠近观看者(例如：人眼)的一侧。举例来说，图面所示的Z轴正方向的视角，可为观看者观看显示面板1时的视角。进一步地说，基板10可以是彩色滤光基板或其它种相似类型的基板。
当基板10为彩色滤光基板时，显示面板1可包括一黑色矩阵层11以及一彩色滤光层12。黑色矩阵层11和彩色滤光层12设置于基板10的内表面。彩色滤光层12可包括数个彩色滤光单元。黑色矩阵层11可具有数个开口(未标示)，每一个彩色滤光单元可设置于一对应的开口中，例如可一对一地设置于开口中。在图1中，仅绘示出三个彩色滤光单元12R、12G、12B。可理解的是，在图面未示出的地方(包括沿X轴和Y轴延伸的方向)还可包括其它彩色滤光单元。每一个彩色滤光单元12R、12G、12B各对应于一个像素单元P1、P2、P3，例如可一对一地对应于像素单元P1、P2、P3。举例而言，如图1所示，彩色滤光单元12R对应于像素单元P1，彩色滤光单元12G对应于像素单元P2，彩色滤光单元12B对应于像素单元P3。
显示面板1可包括一颜色转换层13，颜色转换层13位于基板10上。进一步地说，颜色转换层13位于黑色矩阵层11和彩色滤光层12上。换句话说，黑色矩阵层11和彩色滤光层12(或各彩色滤光单元12R、12G、12B)位于基板10与颜色转换层13之间。
颜色转换层13可以是多孔材料，但本发明不以此为限。颜色转换层13可例如是荧光体材料，荧光体材料例如包括多个钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet,YAG)荧光粉131和多个粘着剂132混合的物质。在其它实施例中，颜色转换层13可为荧光染料(fluorescence dye)、量子点(quantum dot,QD)材料、其它合适的波长转换材料或其组合。但本发明不以上述材料为限。
显示面板1可还包括一保护层14。保护层14覆盖颜色转换层13，藉以保护颜色转换层13。保护层14包括数个图案化保护单元14U，每一个图案化保护单元14U各对应于一个像素单元P1、P2、P3，例如可一对一地对应于像素单元P1、P2、P3。当颜色转换层13为多孔材料的情况下，这些图案化保护单元14U更填充于颜色转换层13的孔隙中。
保护层14的材料可为有机绝缘材料、无机绝缘材料或其组合。举例而言，有机绝缘材料可为聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚酰胺酸(polyamic acid,PAA)、聚酰胺(polyamide,PA)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚乙烯肉桂酸酯(polyvinyl cinnamate,PVCi)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、其它适合的光致抗蚀剂材料或其组合。无机绝缘材料可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅氧烷或其它适合的绝缘材料。但本发明不以上述材料为限。举例而言，在一实施例中，保护层14可以是透明的材料。在其它实施例中，保护层14也可以是在透明材料中掺杂有荧光染料、量子点材料、YAG荧光粉、其它合适的波长转换材料或其组合。
另外，显示面板1可还包括一遮光层15。如图1所示，遮光层15位于保护层14的数个图案化保护单元14U之间形成的间隙中。当颜色转换层13为多孔材料的情况下，遮光层15更填充于颜色转换层13的孔隙中，以形成在黑色矩阵层11上。换句话说，黑色矩阵层11位于基板10与遮光层15之间。
遮光层15可用以避免来自显示面板1另一侧基板(未绘示，在此例如是阵列基板)的入射光在相邻的像素单元P1、P2、P3之间产生混色。在一实施例中，遮光层15可例如是黑色光致抗蚀剂，但不以此为限。在另一实施例中，遮光层15也可例如是具有反射光线能力的材料，以进一步提升出光效率。在一实施例中，遮光层15于基板10的法线方向(例如沿Z轴延伸的方向)上延伸超过保护层14，但此非用以限制本发明。
在一实施例中，若来自显示面板1另一侧基板的入射光为蓝光，而彩色滤光单元12R、12G、12B分别为红色滤光单元、绿色滤光单元及蓝色滤光单元时，入射光先分别经过保护层14的图案化保护单元14U，再经由颜色转换层13转换成白光后，分别从像素单元P1、P2及P3穿过基板10出光的光线可分别呈现红光、绿光及蓝光。但此非用以限制本发明，上述入射光的颜色、颜色转换层13、保护层14、彩色滤光单元12R、12G、12B所能转换及/或过滤的光的颜色及/或配置数量当可随着实际应用需求而调整。
图2A～图2H是根据本发明一实施例的显示面板1的一基板10的一侧的制造实施例。
请参照图2A，首先，提供一基板10。在本实施例中，更形成一黑色矩阵层11及一彩色滤光层12于基板10上。
接着，如图2B所示，形成一颜色转换层13于基板10上。进一步地说，颜色转换层13形成在黑色矩阵层11和彩色滤光层12上。在此步骤中，颜色转换层13例如是通过旋转涂布技术(spin coating)、喷涂涂布技术(spray coating)而涂布于黑色矩阵层11和彩色滤光层12上。在本实施例中，颜色转换层13为多孔材料，例如是荧光体材料、荧光染料、量子点材料、其它合适的波长转换材料或其组合。
而后，可选择性地对颜色转换层13进行一抛光程序，得到如图2C所示的颜色转换层13。
之后，如图2D所示，形成一保护材料层14’，以覆盖颜色转换层13。在本实施例中，由于颜色转换层13为多孔材料，故保护材料层14’可更填充于颜色转换层13的孔隙中。
接着，请参照图2E及图2F。在此，可通过一第一光掩模17进行曝光显影制作工艺，将整层的保护材料层14’图案化去除未被曝光的部分，并使之硬化而制作成如图2F所示的保护层14。此时，保护层14可包括数个图案化保护单元14U，且相邻的图案化保护单元14U之间分别具有一间隙141。
在本实施例中，颜色转换层13在上述过程中并不易被显影移除。因此，在经过图2F的显影制作工艺后，仍有部分的颜色转换层13的材料残留于间隙141中。
接着，请参照图2G，形成一遮光材料层15’于基板10、颜色转换层13及保护层14上。进一步地说，遮光材料层15’除了形成在保护层14上，还形成在图案化保护单元14U之间所形成的间隙141中，且更填充于位在间隙141中的颜色转换层13的孔隙中，以形成在黑色矩阵层11上。
接着，请参照图2H及图1。在此，可通过一第二光掩模18进行曝光显影制作工艺，将整层的遮光材料层15’图案化去除未被曝光的部分，并使之硬化而制作成如图1所示的遮光层15。此时，遮光层15位于保护层14的数个图案化保护单元14U之间形成的间隙141(标示于图2F及图2G)中。
在图2A～图2H中，由于在各像素单元P1、P2、P3中均有保护层14的图案化保护单元14U覆盖颜色转换层13，图案化保护单元14U在遮光材料层15’的显影过程中起到保护颜色转换层13的作用，避免颜色转换层13于显影的过程中受到损伤而产生缺陷。
此外，若在图案化保护单元14U之间所形成的间隙141中同时含有颜色转换层13及遮光层15的结构，可使光线产生互补效果，进而提升此区域的遮光能力。
请参照图3，其绘示根据本发明第二实施例的显示面板2的一基板10的一侧的剖视图。在本实施例中，显示面板2包括一颜色转换层23。此颜色转换层23在进行显影保护材料层14’的过程中(如图2F所示)，容易被显影移除的材料。因此，在经过图2F的显影制作工艺后，几乎没有颜色转换层23的材料残留于间隙141中。
请参照图4，其绘示根据本发明第三实施例的显示面板3的一基板10的一侧的剖视图。在本实施例中，显示面板3包括一颜色转换层33。颜色转换层33与上述实施例的颜色转换层13、23不同的一处在于：颜色转换层33可为无孔洞的材料。因此，保护层14的各图案化保护单元14U位于颜色转换层33上。
在图4的实施例中，在进行显影保护材料层14’的过程中(如图2F所示)，可一并移除未被图案化保护单元14U覆盖的一部分颜色转换层33。接着，再继续进行如图2G形成一遮光材料层15’之后的步骤。
请参照图5，其绘示根据本发明第四实施例的显示面板4的一基板10的一侧的剖视图。在本实施例中，显示面板4包括一彩色滤光层42。彩色滤光层42与上述实施例的彩色滤光层12不同的一处在于：彩色滤光层42包括厚度不同的彩色滤光单元42R、42G、42B。详细地说，在如图2A形成彩色滤光层42的步骤中，所形成的彩色滤光单元42B具有大于彩色滤光单元42R、42G的厚度，以进一步增加蓝光的出光效果。接着，再基于这样的彩色滤光层42的结构，继续进行后续图2B至图2H的步骤，且不再于像素单元P3处形成保护层14。
或者，在另一实施例中，在如图2A形成彩色滤光层12的步骤后，可先在像素单元P3处形成一初始保护层于彩色滤光单元12B上。接着，再基于这样的结构，继续进行后续图2B至图2H的步骤，且不再于像素单元P3处形成保护层14。
请参照图6，其绘示根据本发明第五实施例的显示面板5的一基板10的一侧的剖视图。在本实施例中，可在形成遮光层15的步骤后，再选择性地对遮光层15进行一抛光程序，以去除在基板10的法线方向(例如沿Z轴延伸的方向)上延伸超过保护层14的部分遮光层15。
此外，在另一实施例中，也可对图6所示的结构再重复进行上述图2B至图2H的步骤，以形成另一颜色转换层13、保护层14及遮光层15堆叠的结构。
请参照图7，其绘示根据本发明第六实施例的显示面板6的一基板60的一侧的剖视图。本实施例与上述任一实施例不同的一处在于：基板60可以是阵列基板。本实施例中，基板60为远离观看者(例如：人眼)的一侧。举例来说，图面所示的Z轴正方向的视角，可为观看者观看显示面板6时的视角。
显示面板6可包括一发光层66，例如是一自发光层。发光层66可设置于基板60的内表面。发光层66可包括数个发光单元66L，每一个发光单元66L各对应于一个像素单元P1、P2、P3，例如可一对一地对应于像素单元P1、P2、P3。在一实施例中，每一个发光单元66L可包括单层或多层结构/材料，例如是有机发光二极管、微型发光二极管、量子点材料、钙钛矿材料、其它合适的发光材料或前述的组成。
颜色转换层13可形成于基板60及发光层66上，换言之，发光层66位于基板60与颜色转换层13之间。在本实施例中，颜色转换层13可以是多孔材料，但并不以此为限。
保护层14覆盖颜色转换层13，且保护层14的图案化保护单元14U更填充于颜色转换层13的孔隙中。
此外，遮光层15位于保护层14的数个图案化保护单元14U之间形成的间隙中。更进一步地说，遮光层15更填充于颜色转换层13的孔隙中，以形成在基板60的内表面上。在本实施例中，遮光层15于基板60的法线方向(例如沿Z轴延伸的方向)上延伸超过保护层14，但并不以此为限。
显示面板6可还包括一彩色滤光层62。彩色滤光层62包括数个彩色滤光单元62R、62G、62B。每一个彩色滤光单元62R、62G、62B各位于一个图案化保护单元14U上。此外，这些彩色滤光单元62R、62G、62B可由遮光层15所隔开，以避免来自发光单元66L的入射光在相邻的像素单元P1、P2、P3之间产生混色。
综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围荧当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (12)
1.一种显示面板，其特征在于，该显示面板包括：
基板；
多个像素单元；
颜色转换层，位于该基板上；
保护层，覆盖该颜色转换层，该保护层包括多个图案化保护单元，每一个图案化保护单元各对应于一个像素单元；以及
遮光层，位于该些图案化保护单元之间形成的间隙中。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该颜色转换层为多孔材料，该些图案化保护单元更填充于该颜色转换层的孔隙中。
3.如权利要求2所述的显示面板，其中该遮光层还填充于该颜色转换层的孔隙中。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该些图案化保护单元位于该颜色转换层上。
5.如权利要求1所述的显示面板，其中该遮光层于该基板的法线方向上延伸超过该保护层。
6.如权利要求1所述的显示面板，还包括：
黑色矩阵层，位于该基板与该遮光层之间；以及
彩色滤光层，包括多个彩色滤光单元，每一个彩色滤光单元各对应于一个像素单元，各该彩色滤光单元位于该基板与该颜色转换层之间。
7.如权利要求1所述的显示面板，还包括：
发光层，位于该基板与该颜色转换层之间，该发光层包括多个发光单元，每一个发光单元各对应于一个像素单元；以及
彩色滤光层，包括多个彩色滤光单元，每一个彩色滤光单元各位于一个图案化保护单元上。
8.一种显示面板的制造方法，包括：
提供基板；
形成颜色转换层于该基板上；
形成保护材料层，以覆盖该颜色转换层；
图案化该保护材料层，以形成保护层，其中该保护层包括多个图案化保护单元；
形成遮光材料层于该基板、该颜色转换层及该保护层上；以及
图案化该遮光材料层，以形成遮光层，其中该遮光层位于该些图案化保护单元之间形成的间隙中。
9.如权利要求8所述的制造方法，其中该颜色转换层为多孔材料，在形成该保护材料层的步骤中，该保护材料层更填充于该颜色转换层的孔隙中。
10.如权利要求9所述的制造方法，其中在形成该遮光材料层于该基板、该颜色转换层及该保护层上的步骤中，该遮光材料层还填充于该颜色转换层的孔隙中。
11.如权利要求8所述的制造方法，还包括：
在形成该颜色转换层于该基板上的步骤前，形成黑色矩阵层及彩色滤光层于该基板上，其中该黑色矩阵层位于该基板与该遮光层之间，该彩色滤光层包括多个彩色滤光单元，各该彩色滤光单元位于该基板与该颜色转换层之间。
12.如权利要求8所述的制造方法，还包括：
在形成该颜色转换层于该基板上的步骤前，形成发光层于该基板上，其中该发光层包括多个发光单元，每一个发光单元各对应于一个图案化保护单元；以及
形成彩色滤光层于该保护层上，其中该彩色滤光层包括多个彩色滤光单元，每一个彩色滤光单元各位于一个图案化保护单元上。
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