TW202014769A

TW202014769A - 顯示面板及其製造方法

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Publication number: TW202014769A
Application number: TW107135420A
Authority: TW
Inventors: 裴鍇
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-04-16
Also published as: CN109830186B; CN109830186A; TWI675234B

Abstract

一種顯示面板及其製造方法。顯示面板包括一基板、複數個畫素單元、一顏色轉換層、一保護層以及一遮光層。顏色轉換層位於基板上。保護層覆蓋顏色轉換層，保護層包括複數個圖案化保護單元，每一個圖案化保護單元各對應於一個畫素單元。遮光層位於此些圖案化保護單元之間形成的間隙中。

Description

顯示面板及其製造方法

本發明是有關於一種顯示面板及其製造方法，且特別是有關於一種可製造良好品質之顯示面板及其製造方法。

隨著科技進步，具備顯示面板的電子顯示裝置已廣泛地應用於日常生活的用品中，舉凡智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、顯示器或電視等，皆是現代人不可或缺的必需品。

當此類型的電子顯示裝置逐漸成為市場主流的情況下，如何以不同的方式製造出良好品質的顯示面板，已成為相關業者所致力的目標之一。

本發明係有關於一種顯示面板及其製造方法，係利用一保護層覆蓋顏色轉換層，以達到保護顏色轉換層的作用，解決顏色轉換層於製程過程中容易受到損傷而產生缺陷的問題。

根據本發明之一方面，提出一種顯示面板。顯示面板包括一基板、數個畫素單元、一顏色轉換層、一保護層以及一遮光層。顏色轉換層位於基板上。保護層覆蓋顏色轉換層，保護層包括數個圖案化保護單元，每一個圖案化保護單元各對應於一個畫素單元。遮光層位於此些圖案化保護單元之間形成的間隙中。

根據本發明之一方面，提出一種顯示面板的製造方法。顯示面板的製造方法包括以下步驟。首先，提供一基板。接著，形成一顏色轉換層於基板上。之後，形成一保護材料層，以覆蓋顏色轉換層。圖案化保護材料層，以形成一保護層，其中保護層包括數個圖案化保護單元。而後，形成一遮光材料層於基板、顏色轉換層及保護層上。最後，圖案化遮光材料層，以形成一遮光層，其中遮光層位於該些圖案化保護單元之間形成的間隙中。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式「一」和「該」旨在包括複數形式，包括「至少一個」。如本文所使用的，術語「及/或」包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語「包括」及/或「包括」指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

本文參考作為理想化實施例的示意圖的截面圖來描述示例性實施例。因此，可以預期到作為例如製造技術及/或公差的結果的圖示的形狀變化。因此，本文所述的實施例不應被解釋為限於如本文所示的區域的特定形狀，而是包括例如由製造導致的形狀偏差。例如，示出或描述為平坦的區域通常可以具有粗糙及/或非線性特徵。此外，所示的銳角可以是圓的。因此，圖中所示的區域本質上是示意性的，並且它們的形狀不是旨在示出區域的精確形狀，並且不是旨在限制權利要求的範圍。

請參照第1圖，其繪示根據本發明第一實施例之顯示面板1之一基板10之一側的剖視圖。顯示面板1可包括數個畫素單元(或可稱為一子畫素單元)，此些畫素單元可呈陣列形式排列成一畫素陣列。在第1圖中，僅繪示出三個畫素單元P1、P2、P3。可理解的是，在圖面未示出的地方(包括沿X軸和Y軸延伸的方向)還可包括其它畫素單元。

本實施例中，基板10為靠近觀看者(例如：人眼)之一側。舉例來說，圖面所示之Z軸正方向的視角，可為觀看者觀看顯示面板1時之視角。進一步地說，基板10可以是彩色濾光基板或其它種相似類型之基板。

當基板10為彩色濾光基板時，顯示面板1可包括一黑色矩陣層11以及一彩色濾光層12。黑色矩陣層11和彩色濾光層12設置於基板10的內表面。彩色濾光層12可包括數個彩色濾光單元。黑色矩陣層11可具有數個開口(未標示)，每一個彩色濾光單元可設置於一對應的開口中，例如可一對一地設置於開口中。在第1圖中，僅繪示出三個彩色濾光單元12R、12G、12B。可理解的是，在圖面未示出的地方(包括沿X軸和Y軸延伸的方向)還可包括其它彩色濾光單元。每一個彩色濾光單元12R、12G、12B各對應於一個畫素單元P1、P2、P3，例如可一對一地對應於畫素單元P1、P2、P3。舉例而言，如第1圖所示，彩色濾光單元12R對應於畫素單元P1，彩色濾光單元12G對應於畫素單元P2，彩色濾光單元12B對應於畫素單元P3。

顯示面板1可包括一顏色轉換層13，顏色轉換層13位於基板10上。進一步地說，顏色轉換層13位於黑色矩陣層11和彩色濾光層12上。換句話說，黑色矩陣層11和彩色濾光層12(或各彩色濾光單元12R、12G、12B)位於基板10與顏色轉換層13之間。

顏色轉換層13可以是多孔材料，但本發明不以此為限。顏色轉換層13可例如是螢光體材料，螢光體材料例如包括多個釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Garnet, YAG)螢光粉131和多個黏著劑132混合的物質。在其它實施例中，顏色轉換層13可為螢光染料(fluorescence dye)、量子點(quantum dot, QD)材料、其它合適的波長轉換材料或其組合。但本發明不以上述材料為限。

顯示面板1可更包括一保護層14。保護層14覆蓋顏色轉換層13，藉以保護顏色轉換層13。保護層14包括數個圖案化保護單元14U，每一個圖案化保護單元14U各對應於一個畫素單元P1、P2、P3，例如可一對一地對應於畫素單元P1、P2、P3。當顏色轉換層13為多孔材料的情況下，這些圖案化保護單元14U更填充於顏色轉換層13的孔隙中。

保護層14的材料可為有機絕緣材料、無機絕緣材料或其組合。舉例而言，有機絕緣材料可為聚醯亞胺(polyimide, PI)、聚醯胺酸(polyamic acid, PAA)、聚醯胺(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)、其它適合的光阻材料或其組合。無機絕緣材料可為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、矽氧烷或其它適合的絕緣材料。但本發明不以上述材料為限。舉例而言，在一實施例中，保護層14可以是透明的材料。在其它實施例中，保護層14也可以是在透明材料中摻雜有螢光染料、量子點材料、YAG螢光粉、其它合適的波長轉換材料或其組合。

另外，顯示面板1可更包括一遮光層15。如第1圖所示，遮光層15係位於保護層14的數個圖案化保護單元14U之間形成的間隙中。當顏色轉換層13為多孔材料的情況下，遮光層15更填充於顏色轉換層13的孔隙中，以形成在黑色矩陣層11上。換句話說，黑色矩陣層11位於基板10與遮光層15之間。

遮光層15可用以避免來自顯示面板1另一側基板(未繪示，在此例如是陣列基板)的入射光在相鄰之畫素單元P1、P2、P3之間產生混色。在一實施例中，遮光層15可例如是黑色光阻，但不以此為限。在另一實施例中，遮光層15也可例如是具有反射光線能力的材料，以進一步提升出光效率。在一實施例中，遮光層15於基板10的法線方向(例如沿Z軸延伸的方向)上係延伸超過保護層14，但此非用以限制本發明。

在一實施例中，若來自顯示面板1另一側基板的入射光為藍光，而彩色濾光單元12R、12G、12B分別為紅色濾光單元、綠色濾光單元及藍色濾光單元時，入射光先分別經過保護層14的圖案化保護單元14U，再經由顏色轉換層13轉換成白光後，分別從畫素單元P1、P2及P3穿過基板10出光之光線可分別呈現紅光、綠光及藍光。但此非用以限制本發明，上述入射光之顏色、顏色轉換層13、保護層14、彩色濾光單元12R、12G、12B所能轉換及/或過濾的光的顏色及/或配置數量當可隨著實際應用需求而調整。

第2A~2H圖繪示根據本發明一實施例之顯示面板1之一基板10之一側的製造實施例。

請參照第2A圖，首先，提供一基板10。在本實施例中，更形成一黑色矩陣層11及一彩色濾光層12於基板10上。

接著，如第2B圖所示，形成一顏色轉換層13於基板10上。進一步地說，顏色轉換層13形成在黑色矩陣層11和彩色濾光層12上。在此步驟中，顏色轉換層13例如是透過旋轉塗佈技術(spin coating)、噴塗塗佈技術(spray coating)而塗佈於黑色矩陣層11和彩色濾光層12上。在本實施例中，顏色轉換層13為多孔材料，例如是螢光體材料、螢光染料、量子點材料、其它合適的波長轉換材料或其組合。

而後，可選擇性地對顏色轉換層13進行一拋光程序，得到如第2C圖所示的顏色轉換層13。

之後，如第2D圖所示，形成一保護材料層14’，以覆蓋顏色轉換層13。在本實施例中，由於顏色轉換層13為多孔材料，故保護材料層14’可更填充於顏色轉換層13的孔隙中。

接著，請參照第2E圖及第2F圖。在此，可藉由一第一光罩17進行曝光顯影製程，將整層的保護材料層14’圖案化去除未被曝光的部分，並使之硬化而製作成如第2F圖所示的保護層14。此時，保護層14可包括數個圖案化保護單元14U，且相鄰的圖案化保護單元14U之間分別具有一間隙141。

在本實施例中，顏色轉換層13在上述過程中並不易被顯影移除。因此，在經過第2F圖的顯影製程後，仍有部分的顏色轉換層13的材料殘留於間隙141中。

接著，請參照第2G圖，形成一遮光材料層15’於基板10、顏色轉換層13及保護層14上。進一步地說，遮光材料層15’除了形成在保護層14上，還形成在圖案化保護單元14U之間所形成的間隙141中，且更填充於位在間隙141中的顏色轉換層13的孔隙中，以形成在黑色矩陣層11上。

接著，請參照第2H圖及第1圖。在此，可藉由一第二光罩18進行曝光顯影製程，將整層的遮光材料層15’圖案化去除未被曝光的部分，並使之硬化而製作成如第1圖所示的遮光層15。此時，遮光層15位於保護層14的數個圖案化保護單元14U之間形成的間隙141(標示於第2F圖及第2G圖)中。

在第2A~2H圖中，由於在各畫素單元P1、P2、P3中均有保護層14的圖案化保護單元14U覆蓋顏色轉換層13，圖案化保護單元14U在遮光材料層15’的顯影過程中起到保護顏色轉換層13的作用，避免顏色轉換層13於顯影的過程中受到損傷而產生缺陷。

此外，若在圖案化保護單元14U之間所形成的間隙141中同時含有顏色轉換層13及遮光層15的結構，可使光線產生互補效果，進而提升此區域的遮光能力。

請參照第3圖，其繪示根據本發明第二實施例之顯示面板2之一基板10之一側的剖視圖。在本實施例中，顯示面板2包括一顏色轉換層23。此顏色轉換層23在進行顯影保護材料層14’的過程中(如第2F圖所示)，係容易被顯影移除的材料。因此，在經過第2F圖的顯影製程後，幾乎沒有顏色轉換層23的材料殘留於間隙141中。

請參照第4圖，其繪示根據本發明第三實施例之顯示面板3之一基板10之一側的剖視圖。在本實施例中，顯示面板3包括一顏色轉換層33。顏色轉換層33與上述實施例之顏色轉換層13、23不同之一處在於：顏色轉換層33可為無孔洞的材料。因此，保護層14的各圖案化保護單元14U係位於顏色轉換層33上。

在第4圖的實施例中，於進行顯影保護材料層14’的過程中(如第2F圖所示)，可一併移除未被圖案化保護單元14U覆蓋的一部分顏色轉換層33。接著，再繼續進行如第2G圖形成一遮光材料層15’之後的步驟。

請參照第5圖，其繪示根據本發明第四實施例之顯示面板4之一基板10之一側的剖視圖。在本實施例中，顯示面板4包括一彩色濾光層42。彩色濾光層42與上述實施例之彩色濾光層12不同之一處在於：彩色濾光層42包括厚度不同的彩色濾光單元42R、42G、42B。詳細地說，在如第2A圖形成彩色濾光層42的步驟中，所形成的彩色濾光單元42B具有大於彩色濾光單元42R、42G的厚度，以進一步增加藍光的出光效果。接著，再基於這樣的彩色濾光層42的結構，繼續進行後續第2B圖至第2H圖之步驟，且不再於畫素單元P3處形成保護層14。

或者，在另一實施例中，在如第2A圖形成彩色濾光層12的步驟後，可先在畫素單元P3處形成一初始保護層於彩色濾光單元12B上。接著，再基於這樣的結構，繼續進行後續第2B圖至第2H圖之步驟，且不再於畫素單元P3處形成保護層14。

請參照第6圖，其繪示根據本發明第五實施例之顯示面板5之一基板10之一側的剖視圖。在本實施例中，可在形成遮光層15的步驟後，再選擇性地對遮光層15進行一拋光程序，以去除在基板10的法線方向(例如沿Z軸延伸的方向)上延伸超過保護層14的部分遮光層15。

此外，在另一實施例中，亦可對第6圖所示之結構再重複進行上述第2B圖至第2H圖之步驟，以形成另一顏色轉換層13、保護層14及遮光層15堆疊的結構。

請參照第7圖，其繪示根據本發明第六實施例之顯示面板6之一基板60之一側的剖視圖。本實施例與上述任一實施例不同之一處在於：基板60可以是陣列基板。本實施例中，基板60為遠離觀看者(例如：人眼)之一側。舉例來說，圖面所示之Z軸正方向的視角，可為觀看者觀看顯示面板6時之視角。

顯示面板6可包括一發光層66，例如是一自發光層。發光層66可設置於基板60的內表面。發光層66可包括數個發光單元66L，每一個發光單元66L各對應於一個畫素單元P1、P2、P3，例如可一對一地對應於畫素單元P1、P2、P3。在一實施例中，每一個發光單元66L可包括單層或多層結構/材料，例如是有機發光二極體、微型發光二極體、量子點材料、鈣鈦礦材料、其它合適的發光材料或前述之組成。

顏色轉換層13可形成於基板60及發光層66上，換言之，發光層66係位於基板60與顏色轉換層13之間。在本實施例中，顏色轉換層13可以是多孔材料，但並不以此為限。

保護層14覆蓋顏色轉換層13，且保護層14的圖案化保護單元14U更填充於顏色轉換層13的孔隙中。

此外，遮光層15位於保護層14的數個圖案化保護單元14U之間形成的間隙中。更進一步地說，遮光層15更填充於顏色轉換層13的孔隙中，以形成在基板60的內表面上。在本實施例中，遮光層15於基板60的法線方向(例如沿Z軸延伸的方向)上係延伸超過保護層14，但並不以此為限。

顯示面板6可更包括一彩色濾光層62。彩色濾光層62包括數個彩色濾光單元62R、62G、62B。每一個彩色濾光單元62R、62G、62B各位於一個圖案化保護單元14U上。此外，這些彩色濾光單元62R、62G、62B可由遮光層15所隔開，以避免來自發光單元66L的入射光在相鄰之畫素單元P1、P2、P3之間產生混色。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1、2、3、4、5、6:顯示面板10、60:基板11:黑色矩陣層12、42、62:彩色濾光層12R、12G、12B、42R、42G、42B、62R、62G、62B:彩色濾光單元13、23、33:顏色轉換層131:YAG螢光粉132:黏著劑14:保護層141:間隙14’:保護材料層14U:圖案化保護單元15:遮光層15’:遮光材料層17:第一光罩18:第二光罩66:發光層66L:發光單元P1、P2、P3:畫素單元

第1圖繪示根據本發明第一實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。第2A~2H圖繪示根據本發明一實施例之顯示面板之一基板之一側的製造實施例。第3圖繪示根據本發明第二實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。第4圖繪示根據本發明第三實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。第5圖繪示根據本發明第四實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。第6圖繪示根據本發明第五實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。第7圖繪示根據本發明第六實施例之顯示面板之一基板之一側的剖視圖。

1:顯示面板

10:基板

11:黑色矩陣層

12:彩色濾光層

12R、12G、12B:彩色濾光單元

13:顏色轉換層

131:YAG螢光粉

132:黏著劑

14:保護層

14U:圖案化保護單元

15:遮光層

P1、P2、P3:畫素單元

Claims

一種顯示面板，包括：一基板；複數個畫素單元；一顏色轉換層，位於該基板上；一保護層，覆蓋該顏色轉換層，該保護層包括複數個圖案化保護單元，每一個圖案化保護單元各對應於一個畫素單元；以及一遮光層，位於該些圖案化保護單元之間形成的間隙中。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該顏色轉換層為多孔材料，該些圖案化保護單元更填充於該顏色轉換層的孔隙中。
如申請專利範圍第2項所述之顯示面板，其中該遮光層更填充於該顏色轉換層的孔隙中。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該些圖案化保護單元位於該顏色轉換層上。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，其中該遮光層於該基板的法線方向上係延伸超過該保護層。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一黑色矩陣層，位於該基板與該遮光層之間；以及一彩色濾光層，包括複數個彩色濾光單元，每一個彩色濾光單元各對應於一個畫素單元，各該彩色濾光單元位於該基板與該顏色轉換層之間。
如申請專利範圍第1項所述之顯示面板，更包括：一發光層，位於該基板與該顏色轉換層之間，該發光層包括複數個發光單元，每一個發光單元各對應於一個畫素單元；以及一彩色濾光層，包括複數個彩色濾光單元，每一個彩色濾光單元各位於一個圖案化保護單元上。
一種顯示面板的製造方法，包括：提供一基板；形成一顏色轉換層於該基板上；形成一保護材料層，以覆蓋該顏色轉換層；圖案化該保護材料層，以形成一保護層，其中該保護層包括複數個圖案化保護單元；形成一遮光材料層於該基板、該顏色轉換層及該保護層上；以及圖案化該遮光材料層，以形成一遮光層，其中該遮光層位於該些圖案化保護單元之間形成的間隙中。
如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中該顏色轉換層為多孔材料，在形成該保護材料層的步驟中，該保護材料層更填充於該顏色轉換層的孔隙中。
如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中在形成該遮光材料層於該基板、該顏色轉換層及該保護層上的步驟中，該遮光材料層更填充於該顏色轉換層的孔隙中。
如申請專利範圍第8項所述之製造方法，更包括：在形成該顏色轉換層於該基板上的步驟前，形成一黑色矩陣層及一彩色濾光層於該基板上，其中該黑色矩陣層位於該基板與該遮光層之間，該彩色濾光層包括複數個彩色濾光單元，各該彩色濾光單元位於該基板與該顏色轉換層之間。
如申請專利範圍第8項所述之製造方法，更包括：在形成該顏色轉換層於該基板上的步驟前，形成一發光層於該基板上，其中該發光層包括複數個發光單元，每一個發光單元各對應於一個圖案化保護單元；以及形成一彩色濾光層於該保護層上，其中該彩色濾光層包括複數個彩色濾光單元，每一個彩色濾光單元各位於一個圖案化保護單元上。