TW201621419A - 顯示面板及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種顯示面板及其製造方法。顯示面板包括一第一基板、一第二基板以及一顯示介質層。第一基板具有一基材、複數個遮光部及複數個濾光部，該些遮光部與該些濾光部設置於基材之一第一表面上，該些遮光部與該些濾光部為間隔設置，該些濾光部之其中之一之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度。第二基板與第一基板相對而設。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。

Description

顯示面板及其製造方法

本發明係關於一種顯示面板及其製造方法，特別關於一種顯示裝置的顯示面板及其製造方法。

隨著科技的進步，顯示裝置已經廣泛的被運用在各種領域，尤其是液晶顯示裝置或有機發光二極體顯示裝置，因具有體型輕薄、低功率消耗及無輻射等優越特性，已經漸漸地取代傳統陰極射線管顯示裝置，而應用至許多種類之電子產品中，例如行動電話、可攜式多媒體裝置、筆記型電腦或電視等等。

以液晶顯示裝置為例，習知一種液晶顯示裝置包含一液晶顯示面板(LCD Panel)以及一背光模組(Backlight Module)，兩者係相對設置。液晶顯示面板主要包含一彩色濾光基板、一薄膜電晶體基板以及一夾設於兩基板之間的液晶層。其中，彩色濾光基板及薄膜電晶體基板與液晶層可形成複數個陣列配置的畫素。而背光模組可發出光線穿過液晶顯示面板，並經由液晶顯示面板之各畫素顯示色彩而形成一影像。

於習知彩色濾光基板的製作技術中，色層(即彩色濾光層)一般是經過塗佈、曝光、顯影及烘烤等步驟以完成其圖案(pattern)。但是，習知技術中係以接近全面塗佈色層材料的方式來設置，故有一半以上的材料均被後來的顯影製程之顯影劑去除掉，造成色層材料的浪費與成本的增加。另外，由於色層材料會留在基板上，於上述的製程中，也容易因製程或設備的因素造成材料厚度差異而產生顏色不均的現象而影響良率，尤其是在高解析度(高ppi)的產品更加嚴重。

為解決材料浪費與成本增加等問題，業界發展出噴射注入色層(ink-jet)的技術，但是，這種技術所噴出之色層材料也會因與黑色矩陣 (black matrix,BM)之間的親、疏水性差別或吐出量不均，使得烘烤固化定型後造成材料厚度差異而產生顏色不均；又或者，為了改善吐出量不均而提高色層材料的吐出量，但提高材料的吐出量也容易導致色層混色的問題。

因此，如何提供一種顯示面板及其製造方法，可改善習知技術中，色層材料的厚度差異所造成的顏色不均現象，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可改善習知技術中，色層材料的厚度差異所造成的顏色不均現象之顯示面板及其製造方法。

為達上述目的，依據本發明之一種顯示面板，包括一第一基板、一第二基板以及一顯示介質層。第一基板具有一基材、複數個遮光部及複數個濾光部，該些遮光部與該些濾光部設置於基材之一第一表面上，該些遮光部與該些濾光部為間隔設置，該些濾光部之其中之一之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度。第二基板與第一基板相對而設。顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間。

為達上述目的，依據本發明之一種顯示面板的製造方法，包括於一基材的一第一表面上形成複數個遮光部；於第一表面上形成複數個濾光部，且兩相鄰該些遮光部之間具有一個濾光部；以一光線由與第一表面相對之一第二表面照射基材，以進行一曝光製程；進行一顯影製程，以使濾光部之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度；以及進行一固化製程，以形成一第一基板。

在一實施例中，該些遮光部的其中之一遠離第一表面的一側具有至少一凹槽，凹槽的截面形狀為多邊形或弧形。

在一實施例中，該些遮光部的其中之一被區分為一第一部及一第二部，第一部接觸第一表面，第二部連接於第一部遠離第一表面的一側。

在一實施例中，於與基材平行的一橫截面上，第一部具有最大的一第一寬度，第一部與第二部的連接處具有一第二寬度，第二部具有最大的一第三寬度，第一寬度大於第二寬度，且第三寬度大於第二寬度。

在一實施例中，該些濾光部的其中之一完全覆蓋第一部的側壁及部分的第二部的側壁，且濾光部覆蓋第二部的側壁之比例為第二部全部側壁比例的1%至90%之間。

在一實施例中，該些濾光部的其中之一之厚度介於相鄰的該些遮光部的最大厚度的50%~95%之間。

在一實施例中，製造方法更包括：將第一基板與一第二基板相對而設，並將一顯示介質層設置於第一基板與第二基板之間以形成顯示面板。

在一實施例中，於第一表面上形成一層遮光層的步驟中，更藉由一半調式光罩、或一多灰階光罩或一精密狹縫光罩於該些遮光部上形成至少一凹槽。

在一實施例中，光線係為紫外線或該光線的波長介於365奈米到435奈米之間。

承上所述，於本發明之顯示面板及其製造方法中，係於一基材的第一表面上形成複數個遮光部，更於第一表面上形成複數個濾光部，且使兩相鄰該些遮光部之間具有一個濾光部。另外，更透過光線由與第一表面相對之第二表面照射基材，以進行一曝光製程，使得經顯影及固化製程之後，濾光部之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度。因此，本發明是藉由背面曝光的方式來控制色層的鏈結反應，以於顯影製程中移除未曝光鏈結完全的部分色層。藉此，與習知相較，可改善習知技術中，濾光層材料的厚度差異所造成的顏色不均現象。

1、6‧‧‧顯示面板

2、2a~2e‧‧‧第一基板

21、32‧‧‧基材

22‧‧‧遮光層

221‧‧‧遮光部

23‧‧‧濾光層

231‧‧‧濾光部

3‧‧‧第二基板

31‧‧‧薄膜電晶體層

4‧‧‧顯示介質層

5‧‧‧顯示裝置

7‧‧‧背光模組

B‧‧‧藍色濾光部

d‧‧‧間距

d1‧‧‧厚度

d2、d3‧‧‧最大厚度

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

E‧‧‧光線

G‧‧‧綠色濾光部

J‧‧‧噴頭

P1‧‧‧第一部

P11、P21‧‧‧側壁

P2‧‧‧第二部

R‧‧‧紅色濾光部

S01~S06‧‧‧步驟

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

U‧‧‧凹槽

W1‧‧‧第一寬度

W2‧‧‧第二寬度

W3‧‧‧第三寬度

圖1為本發明較佳實施例之一種顯示面板的示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之一種顯示面板製造方法的流程步驟示意圖。

圖3A至圖3D分別為顯示面板之第一基板的製造過程示意圖。

圖4為本發明較佳實施例之顯示面板製造方法的另一流程步驟示意圖。

圖5A至圖8B分別為不同實施例之第一基板的製造過程示意圖。

圖8C為一種顯示面板之第一基板的示意圖。

圖9為一種顯示裝置的示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之顯示面板及其製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖1所示，其為本發明較佳實施例之一種顯示面板1的示意圖。

顯示面板1包括一第一基板2、一第二基板3以及一顯示介質層4，第一基板2與第二基板3相對而設，而顯示介質層4設置於第一基板2與第二基板3之間。本實施例之顯示面板1例如為一液晶顯示面板，故顯示介質層4為液晶層而夾置於第一基板2與第二基板3之間。其中，第二基板3為一薄膜電晶體基板，而薄膜電晶體基板可具有一薄膜電晶體層31及一基材32，且薄膜電晶體層31設置於基材32面向第一基板2之一側。另外，在不同的實施例中，若顯示面板1為一有機發光二極體顯示面板時，顯示介質層4即為有機發光二極體層。於有機發光二極體顯示面板的實施例中，有機發光二極體基板係發出白光。

另外，請參照圖1、圖2並配合圖3A至圖3D所示，以說明本發明之顯示面板製造方法的流程步驟。其中，圖2為本發明較佳實施例之一種顯示面板製造方法的流程步驟示意圖，而圖3A至圖3B分別為顯示面板1之第一基板2的製造過程示意圖。於此，圖示中顯示了一第一方向D1及一第二方向D2，其中，第一方向D1為垂直基材21之第一表面S1的方向，而第二方向D2實質上為垂直第一方向D1的另一方向(即平行第一表面S1的方向)。

如圖2所示，顯示面板製造方法可包括步驟S01至步驟S05。

首先，步驟S01為：於一基材21的一第一表面S1上形成複數個遮光部221。如圖3A所示，步驟S01為第一道光罩製程，以於基材21的第一表面S1上形成一層遮光層22，且遮光層22具有複數個間隔配置的遮光部221，並使得兩相鄰該些遮光部221於第二方向D2上具有一間距d。其中，間距d可依據顯示面板1的解析度來決定，並可例如介於5微米與50微米(um)之間，由於此技術可應用在高解析度(高於600ppi)的產 品上，因此間距d較佳值為介於5至15微米之間，也就是濾光層23的濾光部231的寬度可控制在5至15微米之間。在本實施例中，基材21可為透光材質所製成，並例如為一玻璃基板、一石英基板或一塑膠基板。而遮光層22為不透光材質，並可為黑色矩陣(BM)，且其材質例如為金屬或樹脂，金屬例如可為鉻、氧化鉻或氮氧鉻化合物。該些遮光部221為不透光材質，較佳者，遮光部221的光學密度值(optical density)大於3以上，因此於基材21上形成不透光的區域，進而界定出可透光的區域。

接著，進行步驟S02：於第一表面S1上形成複數個濾光部231，且兩相鄰該些遮光部221之間具有一個濾光部231。於此，如圖3B所示，係形成一層濾光層23而具有複數個濾光部231，且將該些遮光部221視為一擋牆，以防止注入色層材料(濾光部231)的步驟中，材料外溢。其中，該些濾光部231包含一紅色濾光部(顯示為R)、一綠色濾光部(顯示為G)及一藍色濾光部(顯示為B)，且注入高度可高於或低於該些遮光部221，其材料為可透光材質，例如可為顏料或染料，並可透過噴射注入(ink-jet)法、染色法、顏料分散法、印刷法、乾膜法或電著法等方式將不同顏色的濾光部231分別形成於該些遮光部221之間，使該些遮光部221與該些濾光部231為間隔設置。本實施例例如係以噴射注入法透過噴頭J同時或依序將不同顏色的顏料或染料注入兩相鄰該些遮光部221之間，以形成該些濾光部231。不過，於此步驟中，濾光部231並不限定只可包含紅色濾光部R、綠色濾光部G或藍色濾光部B，可依據產品需求加入其他顏色，以形成其他顏色的濾光部231。

接著，執行步驟S03：以一光線E由與第一表面S1相對之一第二表面S2照射基材21，以進行一曝光製程。於此，如圖3C所示，係進行背面曝光製程，以於基材21的背面(即第二表面S2)以例如紫外線，或G-line、H-line或I-line等波長介於365奈米到435奈米之間的光源照射基材21，利用該些遮光部221當成硬遮罩(hard mask)搭配背面曝光的方式(可依序照射R、G、B，或同時照射R、G、B)，在本實施例中，光阻例如為負型光阻，因此可透過控制曝光量及曝光時間，來達到控制該些濾光部231的色層光阻鏈結反應深度。

接著，步驟S04為：進行一顯影製程，以使濾光部231之厚度d1小於相鄰的該些遮光部221的最大厚度d2。於此，係於垂直第一表面S1的第一方向D1上，所有的濾光部231之厚度d1都小於相鄰的該些遮光部221的最大厚度d2，而且較佳者，濾光部231的厚度d1係介於相鄰的該些遮光部的最大厚度d2的50%~95%之間。接著，再執行步驟S05：進行一固化製程，以形成一第一基板2。如圖3D所示，顯影製程可將未曝光鏈結完全的部分色層(遮光部221)藉由顯影劑反應帶走，再經烘烤固化製程後，得到所需的濾光部231的厚度，以達到濾光部231之平坦化與厚度的控制。

因此，本實施例係藉由背面曝光的方式來控制該些濾光部231的鏈結反應，以於顯影製程中移除未曝光鏈結完全的部分色層，使得濾光部231之厚度d1小於相鄰的遮光部221的最大厚度d2。藉此，與習知相較，可改善習知技術中，濾光層23材料的厚度差異所造成的顏色不均現象，同時也避免相鄰的濾光部231重複交疊於遮光部221上而造成混色的現象。

如圖3D所示，完成的第一基板2具有基材21、遮光層22及濾光層23。遮光層22設置於基材21之第一表面S1上，並具有間隔配置的複數遮光部221，而濾光層23亦設置於第一表面S1上，並具有複數濾光部231，且兩相鄰該些遮光部221之間均具有一個濾光部231。另外，於垂直第一表面S1的第一方向D1上，該些濾光部231之厚度d1小於該些遮光部221的最大厚度d2。特別注意的是，相對於圖1，圖3D的第一基板2為圖1的反置(上、下位置對調)。另外，圖3D雖然顯示的該些濾光部231的表面為平坦的態樣，但在實際的製程中得到的該些濾光部231中，也可具有中間較高，周緣較低的弧形態樣，或是具有中間較低，周緣較高的凹槽態樣。

此外，第一基板2更可具有一保護層(例如為over-coating，圖未顯示)，保護層可設置於基材21上並覆蓋遮光層22及濾光層23。保護層之材質可為光阻材料、樹脂材料或是無機材料(例如SiOx/SiNx)等，用以保護遮光層22及濾光層23不受後續製程的影響而被破壞。

另外，請參照圖4所示，其為本發明較佳實施例之顯示面板 製造方法的另一流程步驟示意圖。

在圖4中，顯示面板的製造方法更可包括一步驟S06：將第一基板2與一第二基板3相對而設，並將一顯示介質層設置於第一基板2與第二基板3之間以形成顯示面板1。由於本實施例之顯示面板1為液晶顯示面板，因此，第一基板2與第二基板3相對而設，兩者之間夾置顯示介質層4(圖1)。此外，顯示面板1更可包括複數條掃描線(圖未顯示)及複數條資料線(圖未顯示)，該些掃描線與該些資料線可定義出複數個(次)畫素(一個(次)畫素可對應一個濾光部231)。因此，當顯示面板1之該些掃描線接收一掃描訊號時可分別使各掃描線對應之一薄膜電晶體導通，並將對應每一行(次)畫素之資料訊號藉由該等資料線傳送至對應的該等(次)畫素之畫素電極，使顯示面板1可顯示畫面。

請參照圖5A至圖8B所示，其分別為不同實施例之第一基板2a~2d的製造過程示意圖。

於上述第一表面S1上形成複數個遮光部221的步驟S01中，如圖5A及圖5B所示，更可於該些遮光部221上分別形成至少一凹槽U。於此，係可藉由一半調式光罩(half-tone mask,HTM)或一多灰階光罩，或一精密狹縫光罩(fine slit mask)於該些遮光部221遠離第一表面S1的一側上形成一個凹槽U，且凹槽U的截面形狀例如為多邊形(四邊形)，再經曝光及固化製程後形成第一基板2a。該些遮光部221上設計凹槽U的目的是：若於步驟S02中過量填入顏料或染料時，可讓過量的顏料或染料進入此凹槽U內，且於背面曝光製程中，凹槽U內的顏料或染料會被遮光部221遮住而不會曝光，故於顯影製程中可完全被去除。藉此，可提高顏料或染料滴入製程的容忍度。

另外，如圖6A及圖6B所示，與圖5A及圖5B不同的是，第一基板2b之每一個該些遮光部221遠離第一表面S1的一側所形成的凹槽U數量為二個。

另外，如圖7A及圖7B所示，與圖5A及圖5B不同的是，第一基板2c之凹槽U的截面形狀為弧形。

另外，如圖8A及圖8B所示，與圖5A及圖5B不同的是， 於步驟S01中，並不是在該些遮光部221上形成凹槽，而是形成突出的形狀，使得每一個該些遮光部221可被區分為一第一部P1及一第二部P2，第二部P2連接於第一部P1。於此，第一部P1係接觸第一表面S1，而第二部P2則由第一部P1遠離第一表面S1的一側突出。最後，在顯影及固化製程後，可形成第一基板2d，且於第一方向D1上，第一基板2d的濾光部231的厚度小於遮光部221的最大厚度d3。

特別一提的是，在另外的實施例中，例如圖8C所示，第一基板2e之該些遮光部221的第一部P1與第二部P2的形狀與圖8B之第一基板2d不同(圖8C的遮光部221類似雪人形狀)。另外，第一基板2e之濾光部231除了完全覆蓋第一部P1的側壁P11之外，亦覆蓋部分的第二部P2的側壁P21，且濾光部231覆蓋第二部P2之側壁P21的比例可為第二部P2全部側壁P21比例的1%至90%之間。此外，本實施例中，於與基材21平行的一橫截面上(即於第二方向D2上)，第一部P1具有最大的一第一寬度W1，第一部P1與第二部P2的連接處具有一第二寬度W2，而第二部P2具有最大的一第三寬度W3，且第一寬度W1大於第二寬度W2(W1>W2)，第三寬度W3大於第二寬度W2(W3>W2)。

另外，請參照圖9所示，其為一種顯示裝置5的示意圖。

顯示裝置5包括一顯示面板6以及一背光模組7(Backlight Module)，顯示面板6與背光模組7相對設置。其中，顯示裝置5例如為一液晶顯示裝置，且顯示面板6具有一第一基板、一第二基板及一顯示介質層，顯示介質層夾置於第一基板與第二基板之間。其中，顯示面板6之第一基板可為上述之第一基板2、2a~2e的其中之一，或其變化態樣，具體技術內容可參照上述，不再多作說明。當背光模組7發出的光線E穿過顯示面板6時，可透過顯示面板6之各畫素顯示色彩而形成影像。

綜上所述，於本發明之顯示面板及其製造方法中，係於一基材的第一表面上形成複數個遮光部，更於第一表面上形成複數個濾光部，且使兩相鄰該些遮光部之間具有一個濾光部。另外，更透過光線由與第一表面相對之第二表面照射基材，以進行一曝光製程，使得經顯影及固化製程之後，濾光部之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度。因此，本發明 是藉由背面曝光的方式來控制色層的鏈結反應，以於顯影製程中移除未曝光鏈結完全的部分色層。藉此，與習知相較，可改善習知技術中，濾光層材料的厚度差異所造成的顏色不均現象。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S01~S05‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種顯示面板，包括：一第一基板，具有一基材、複數個遮光部及複數個濾光部，該些遮光部與該些濾光部設置於該基材之一第一表面上，該些遮光部與該些濾光部為間隔設置，且該些濾光部之其中之一之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度；一第二基板，與該第一基板相對而設；以及一顯示介質層，設置於該第一基板與該第二基板之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該些遮光部的其中之一遠離該第一表面的一側具有至少一凹槽，該凹槽的截面形狀為多邊形或弧形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該些遮光部的其中之一被區分為一第一部及一第二部，該第一部接觸該第一表面，該第二部連接於該第一部遠離該第一表面的一側。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，其中於與該基材平行的一橫截面上，該第一部具有最大的一第一寬度，該第一部與該第二部的連接處具有一第二寬度，該第二部具有最大的一第三寬度，該第一寬度大於該第二寬度，且該第三寬度大於該第二寬度。
5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示面板，其中該些濾光部的其中之一完全覆蓋該第一部的側壁及部分的該第二部的側壁，且該濾光部覆蓋該第二部的側壁之比例為該第二部全部側壁比例的1%至90%之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該些濾光部的其中之一之厚度介於相鄰的該些遮光部的最大厚度的50%~95%之間。
7. 一種顯示面板的製造方法，包括：於一基材的一第一表面上形成複數個遮光部；於該第一表面上形成複數個濾光部，且兩相鄰該些遮光部之間具有一個濾光部；以一光線由與該第一表面相對之一第二表面照射該基材，以進行一曝光 製程；進行一顯影製程，以使該濾光部之厚度小於相鄰的該些遮光部的最大厚度；以及進行一固化製程，以形成一第一基板。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，更包括：將該第一基板與一第二基板相對而設，並將一顯示介質層設置於該第一基板與該第二基板之間以形成該顯示面板。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中於該第一表面上形成一層遮光層的步驟中，更藉由一半調式光罩、一多灰階光罩或一精密狹縫光罩於該些遮光部上形成至少一凹槽。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該光線係為紫外線或該光線的波長介於365奈米到435奈米之間。