TW202145174A

TW202145174A - 顯示面板及其黑矩陣層的形成方法

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Publication number: TW202145174A
Application number: TW109116558A
Authority: TW
Inventors: 林紀帆; 林哲緯; 黃永霖
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-12-01
Also published as: TWI731685B

Abstract

一種顯示面板包括支撐板、第一黑矩陣層與第二黑矩陣層。支撐板具有顯示區以及於顯示區部份周圍的周邊區。第一黑矩陣層與第二黑矩陣層皆形成於支撐板上。第一黑矩陣層包括多條並列且沿著第一方向排列的第一遮光條，其分布於顯示區與周邊區。分布於周邊區的最外側第一遮光條與分布於顯示區的這些第一遮光條其中至少一條兩者寬度實質上不相同。第二黑矩陣層包括多條並列的第二遮光條與遮光框。遮光框遮蓋周邊區、部份這些第一遮光條的兩端以及位於周邊區內的其他這些第一遮光條。這些第二遮光條沿著第二方向排列，而第一方向與第二方向交錯。

Description

顯示面板及其黑矩陣層的形成方法

本發明有關於一種顯示器及其製造方法，且特別是有關於一種顯示面板及其黑矩陣層的形成方法。

現今的顯示面板已朝向高解析度的趨勢發展，其中解析度越高，畫素密度也越高。然而，畫素密度越高，越增加顯示面板的製造困難，導致良率不易提升。其次，目前一般的製程設備很難滿足一些高解析度的顯示面板，例如每英吋畫素（Pixels Per Inch，PPI）在1000個以上的顯示面板。因此，目前的製程設備在製造高解析度顯示面板方面難以達到一定的良率，以至不易滿足現今高解析度的發展趨勢。

本發明提供一種黑矩陣層的形成方法，其利用強光學繞射與相位偏移來進行曝光製程。

本發明提供一種顯示面板，其採用上述黑矩陣層的形成方法來製成。

本發明至少一實施例所提出的顯示面板包括支撐板、第一黑矩陣層與第二黑矩陣層。支撐板具有顯示區以及於顯示區部份周圍的周邊區。第一黑矩陣層與第二黑矩陣層皆形成於支撐板上。第一黑矩陣層包括多條並列且沿著第一方向排列的第一遮光條，其分布於顯示區與周邊區。分布於周邊區的最外側第一遮光條與分布於顯示區的這些第一遮光條其中至少一條兩者寬度實質上不相同。第二黑矩陣層包括多條並列的第二遮光條與遮光框。遮光框遮蓋周邊區、部份這些第一遮光條的兩端以及位於周邊區內的其他這些第一遮光條。這些第二遮光條沿著第二方向排列，而第一方向與第二方向交錯。

在本發明至少一實施例中，分布於周邊區的最外側第一遮光條的寬度大於分布於顯示區的各個第一遮光條的寬度。

在本發明至少一實施例中，分布於周邊區的最外側第一遮光條的寬度小於分布於顯示區的各個第一遮光條的寬度。

在本發明至少一實施例中，在垂直投影於周邊區內，這些第一遮光條其中一者的第一末端與遮光框的第一外邊緣之間具有一間距。

在本發明至少一實施例中，在垂直投影於周邊區內，這些第一遮光條其中二者的兩個第一末端與遮光框的第一外邊緣之間具有兩個間距，且這兩個間距彼此不相等。

在本發明至少一實施例中，在垂直投影於周邊區內，這些第一遮光條其中三者的這些第一末端於第一方向上實質上不共線。

在本發明至少一實施例中，第一黑矩陣層還包括至少一檢測條，而分布於顯示區的這些第一遮光條其中一者的一中心線與至少一檢測條的一中心線於第二方向實質上共線。

本發明至少一實施例所提出的黑矩陣層的形成方法適用於顯示面板，其中顯示面板的畫素密度在1000每英吋畫素以上。在黑矩陣的形成方法中，提供光罩，其具有多個並列的條狀透光區與多個並列的條狀不透光區。這些條狀透光區與這些條狀不透光區沿著第一方向而交替排列。接著，以光罩作為遮罩，並利用光源裝置對基板上的光阻進行曝光。在垂直投影於基板上，這些條狀透光區在光阻上投影出多個第二區域，而這些條狀不透光區在光阻上投影出多個第一區域。光源裝置所發出的光束通過這些條狀透光區，並照射於這些第一區域。

在本發明至少一實施例中，當光束對光阻進行曝光時，光罩與基板之間的距離約介於80微米至110微米之間。

在本發明至少一實施例中，光罩與基板之間的距離與顯示面板的畫素密度兩者呈負相關。

在本發明至少一實施例中，黑矩陣層的形成方法還包括以下步驟。在光源裝置對光阻進行曝光之後，顯影光阻。在顯影光阻之後，蝕刻基板的膜層，以形成第一黑矩陣層，其中第一黑矩陣層包括多條並列的第一遮光條，而這些第一遮光條沿著第一方向排列，並分布於基板的顯示區與位於顯示區部份周圍的周邊區。分布於周邊區的最外側第一遮光條與分布於顯示區的這些第一遮光條其中至少一條兩者寬度實質上不相同。

在本發明至少一實施例中，黑矩陣層的形成方法還包括以下步驟。形成第二黑矩陣層，其中基板包括支撐板，而第二黑矩陣層形成於支撐板上。第二黑矩陣層包括多條並列的第二遮光條與遮光框，遮光框部份圍繞且連接這些第二遮光條，並遮蓋周邊區、部份這些第一遮光條的兩端以及位於周邊區內的其他這些第一遮光條，這些第二遮光條沿著第二方向排列，且第一方向與第二方向交錯。

基於上述，本發明採用上述具有多個條狀透光區與多個條狀不透光區的光罩，而從這些條狀透光區穿透光罩的光束受到強光學繞射與相位偏移的影響，會照射於條狀不透光區於基板垂直投影的第一區域，以曝光基板上的光阻。如此，可用於形成黑矩陣層，且有助於製造高解析度的顯示面板。

在以下的內文中，相同的元件會以相同的元件符號來表示。其次，為了清楚呈現本案的技術特徵，圖式中的元件（例如層、膜、基板以及區域等）的尺寸（例如長度、寬度、厚度與深度）會以不等比值的方式放大。因此，下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如，圖式所示的平坦表面可以具有粗糙及/或非線性的特徵，而圖式所示的銳角可以是圓的。所以，本案圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本案的申請專利範圍。

其次，本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外，「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內，例如±30％、±20％、±10％或±5％內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差，並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。

圖1是本發明至少一實施例的黑矩陣層的形成方法所採用的曝光設備的裝置示意圖。請參閱圖1，本實施例的黑矩陣層的形成方法可採用曝光設備100來進行，其中曝光設備100可以是近接式（proximity）曝光機，如圖1所示，但本發明不以此為限。

曝光設備100可包括光源裝置110，而光源裝置110包括光源111與鏡頭112。光源111可對鏡頭112發出多道光線L11，而這些光線L11可以是可見光或紫外光。鏡頭112可具有至少一片透鏡，而在圖1所示的實施例中，鏡頭112可為一片凸透鏡，但在其他實施例中，鏡頭112可具有多片透鏡，其中有的透鏡可以是凹透鏡，而有的透鏡可以是凸透鏡。因此，圖1所示的鏡頭112僅供舉例說明，非限制本發明。鏡頭112能將這些光線L11匯聚，以形成光束L12。

曝光設備100可以裝設光罩120，其中光罩120會裝設於光源裝置110的出光處。以圖1為例，光罩120會裝設在鏡頭112的對面，其中鏡頭112位於光罩120與光源111之間。當光源111發出多道光線L11時，這些光線L11會通過鏡頭112而形成照射於光罩120的光束L12。

本實施例的黑矩陣層的形成方法適用於顯示面板，其中此顯示面板的畫素密度可在1000每英吋畫素（PPI）以上。所以，本實施例適於製造高解析度顯示面板，特別是製造1000PPI以上的高解析度顯示面板。本實施例的黑矩陣層的形成方法包括以下步驟。首先，提供光罩120，而光罩120會裝設於曝光設備100（如圖1所示），以準備進行後續曝光製程，其中光罩120具有多個並列的條狀不透光區121與多個並列的條狀透光區122。

圖2A是圖1中的光罩的俯視示意圖，其中圖1中的光罩120可由圖2A中的線2B-2B剖面而繪成。請參閱圖1與圖2A，這些條狀不透光區121與這些條狀透光區122沿著第一方向D1而交替排列，並且沿著第二方向D2延伸，其中第一方向D1為圖2A中的水平方向，而第二方向D2為圖2A中的垂直方向。所以，在圖2A所示的實施例中，第一方向D1與第二方向D2交錯，而且第一方向D1更與第二方向D2垂直。

不過，須說明的是，在其他實施例中，第一方向D1也可以是垂直方向或是不平行於水平方向的其他方向，而第二方向D2也可以是水平方向或是不平行於垂直方向的其他方向，其中第一方向D1與第二方向D2交錯，但第一方向D1可不垂直於第二方向D2。所以，圖2A所示的第一方向D1與第二方向D2並不用於限制本發明。

光罩120還可以具有至少一個檢測圖案123。以圖2A為例，光罩120具有多個檢測圖案123，但其他實施例的光罩120可以只有一個檢測圖案123。檢測圖案123為不透光的圖案，所以光線（例如光束L12）未通過檢測圖案123，而圖案得以保留成形。換句話說，檢測圖案123本質上可視為光罩120的不透光區。

各個檢測圖案123的中心線123a會通過其中一個條狀透光區122，而且檢測圖案123的中心線123a可與此條狀透光區122的中心線共線（collinear），即中心線123a實質上可以是條狀透光區122的中心線。換句話說，檢測圖案123的中心線123a與相鄰兩條狀不透光區121之間的距離會實質上相等。

從圖2A來看，檢測圖案123的形狀可為條狀，例如矩形，其中各個檢測圖案123可以沿著第二方向D2延伸，但不以此為限。各個檢測圖案123的寬度W23明顯大於各條狀透光區122的寬度W22，也大於各條狀不透光區121的寬度W21。例如，寬度W23可大於寬度W21與W22其中一者的兩倍，其中條狀不透光區121的寬度W21可介於3微米至4微米之間，條狀透光區122的寬度W22可介於4微米至3微米之間，而檢測圖案123的寬度W23可介於10微米至20微米之間。

光罩120更具有邊緣區124與核心區125，其中邊緣區124位於核心區125的部份周圍，而在圖2A中，核心區125的邊緣是以虛線表示。核心區125會對應基板20的顯示區（即後續圖4A中的顯示區211），而邊緣區124則對應基板20的周邊區（即後續圖4A中的周邊區212），其中周邊區位於顯示區的部份周圍。

條狀不透光區121與條狀透光區122皆分布於邊緣區124與核心區125，其中條狀不透光區121的兩端都位於邊緣區124內，而在外側的一些條狀不透光區121可被侷限於邊緣區124內。以圖2A為例，位於左外側或右外側的兩個條狀不透光區121皆侷限於邊緣區124內而沒有分布到核心區125。在分布於邊緣區124與核心區125的這些條狀不透光區121中，各個條狀不透光區121的兩端位於邊緣區124內，兩端以外的部份則位於核心區125。

請參閱圖1，接著，以光罩120作為遮罩，並利用光源裝置110對基板20上的光阻230進行曝光，即光源裝置110朝向光罩120發出光束L12，其中光阻230可以是正型光阻或負型光阻，而光罩120與基板20可實質上彼此平行。由於光罩120具有條狀不透光區121，因此光束L12會從條狀透光區122穿透光罩120而照射到位於光罩120下方的光阻230，未照射到光線的光阻230在後續顯影之後會被保留。當光束L12照射於光阻230時，光罩120與基板20之間的距離G12可約介於50微米至150微米之間，例如80微米至110微米之間。

圖2B是圖2A中光罩的光能量分布示意圖，其中圖2B所示的光罩120是沿線2B-2B剖面而繪成。請參閱圖1與圖2B，在垂直投影於基板20上，這些條狀不透光區121在光阻230上投影出多個第一區域231，而這些條狀透光區122在光阻230上投影出多個第二區域232。換句話說，沿著基板20法線的方向（其平行於圖2B中的縱軸），這些條狀不透光區121分別對準基板20上的這些第一區域231，而這些條狀透光區122分別對準基板20上的這些第二區域232，如圖2B所示。

在圖2B中，縱軸是光束L12在通過光罩120後的光能量強度，其單位為每平方公分毫焦耳（mJ/cm² ）而在橫軸方向上則繪示條狀不透光區121、條狀透光區122、第一區域231以及第二區域232。從圖2B可看出，在光束L12通過光罩120之後，光束L12的能量波谷會對應第二區域232，而光束L12的能量波峰會對應第一區域231。因此，光源裝置110所發出的光束L12會通過這些條狀透光區122，並照射於這些第一區域231，而非直接投影於第二區域232。

換句話說，光束L12在通過光罩120後並不會沿著基板20法線而從這些條狀透光區122垂直照射於基板20上的這些第二區域232，反而是照射於這些條狀不透光區121所垂直投影於基板20上的這些第一區域231。因此，光束L12在通過光罩120後照射於光阻230，其中未經照射而保留的光阻230之圖案與光罩120的主要遮蔽圖案（即條狀不透光區121）彼此互為正負片反轉關係。

在現有的一般曝光製程中，光罩120的這些條狀不透光區121會遮擋一部份的光束L12，而其他部份的光束L12會穿過這些條狀透光區122並沿著基板20法線而照射於這些條狀透光區122所垂直投影的這些第二區域232。也就是說，穿過這些條狀透光區122的部份光束L12會沿著基板20法線而直線行進，從而入射於條狀透光區122在基板20的垂直投影處，即第二區域232。

然而，在本實施例中，由於條狀不透光區121的寬度W21可介於3微米至4微米之間，條狀透光區122的寬度W22可介於4微米至3微米之間，而光罩120與基板20之間的距離G12可約介於80微米至110微米之間，因此會產生強光學繞射與相位偏移（phase shift），而光束L12受到強光學繞射與相位偏移的影響，穿過這些條狀透光區122的部份光束L12會在第二區域232內形成破壞性干涉，但卻在第一區域231內形成建設性干涉。因此，基本上，光束L12在通過這些條狀透光區122之後會照射於第一區域231，不照射於第二區域232。

圖3是光罩與基板之間的距離與畫素密度兩者關係變化的示意圖，其中左邊縱軸代表顯示面板的子畫素間距（Sub-pixel pitch），並且對應圖3中的多個直線條。上述畫素間距可定義為相鄰兩條資料線的中心線之間的距離。或者，畫素間距也可定義為畫素電極寬度與資料線線寬的總和。右邊縱軸代表顯示面板的畫素密度，即每英吋畫素（PPI），並且對應圖3中的折線。橫軸所示的數字代表光罩120與基板20之間的距離G12，而且也代表當通過條狀透光區122的光束L12照射於第一區域231而非第二區域232時，光罩120與基板20之間的距離G12數值。另外，圖3中的數值整理如下表（一）所示。

每英吋畫素（PPI）	畫素間距（微米）	距離G12 （微米）	線寬（微米）
847	10	150	4
940	9	120	4
1058	8	90	3.5
1210	7	70	2.5
1411	6	50	2.5

表（一）

請參閱圖1、圖3與表（一），其中表（一）最右側所示的「線寬」代表利用光阻230所形成的圖案化膜層的線寬。以本實施例為例，在進行曝光以前，基板20上方已形成光阻230，並包括膜層220與支撐板210，其中支撐板210可為透明基板，例如玻璃板，而膜層220形成於支撐板210上，並且可為金屬層或高分子材料層。例如，膜層220可為鉻金屬層或樹脂層。上述圖案化膜層可為經過圖案化後的膜層220，而膜層220可以製作成黑矩陣層，其中此黑矩陣層包括多條並列的遮光條（繪示於圖4A），而表（一）的「線寬」等於各條遮光條的線寬。

從圖3與表（一）來看，強光學繞射與相位偏移兩者皆與光罩120與基板20之間的距離G12有關，其中光罩120與基板20之間的距離G12與顯示面板的畫素密度兩者呈負相關。例如，當顯示面板的PPI為847時，畫素間距為10微米，而距離G12為150微米。當顯示面板的PPI為1411時，畫素間距為6微米，而距離G12為50微米。因此，在光束L12照射於第一區域231的條件下，畫素密度越高，即每英吋畫素越多，則畫素間距與距離G12兩者皆越短；反之，畫素密度越低，即每英吋畫素越少，則畫素間距與距離G12兩者皆越長。

由此可知，當利用本實施例的黑矩陣層的形成方法來製造高解析度顯示面板（例如1000PPI以上）時，可以控制光罩120與基板20之間的距離G12，以使光束L12照射於光阻230的光斑圖案受到強光學繞射與相位偏移的影響，從而讓顯影後而保留的光阻230之圖案與光罩120的主要遮蔽圖案（即條狀不透光區121）彼此互為正負片反轉關係。此外，由於光罩120與基板20之間的距離G12可介於50微米至110微米，即50微米以上，因此光罩120與基板20之間存有相當充足的空間來容納光阻230，以使光阻230在曝光過程中不易沾黏到光罩120，也減少光罩120與基板20碰撞的機率。

請參閱圖1與圖2B，在光源裝置110對光阻230進行曝光之後，顯影光阻230。在本實施例中，光阻230可以是正型光阻，所以未被光束L12照射到的部份光阻230經顯影後會被保留，而被光束L12照射的其他光阻230則被顯影劑溶解。因此，第二區域232內的光阻230會被保留，而第一區域231內的光阻230則被去除。之後，以顯影後的光阻230作為遮罩，蝕刻基板20的膜層220。

圖4A是圖1中的基板在經過顯影與蝕刻之後的俯視示意圖。請參閱圖2B與圖4A，在顯影後的光阻230作為遮罩的條件下，膜層220經蝕刻後形成第一黑矩陣層221，其包括多條並列的第一遮光條，而在這些第一遮光條當中，位於最外側的第一遮光條的元件符號標示為221b’，而其他這些第一遮光條的元件符號標示為221b（如圖4A所示）。由於膜層220可以是金屬層或高分子材料層（例如樹脂層），因此構成第一黑矩陣層221的材料可為金屬或高分子材料。

請參考圖2A與圖4A，圖4A所示的這些第一遮光條221b的輪廓大致上與光阻230未被光束L12曝光的區域輪廓相同。因此，這些第一遮光條221b會分別對應於光罩120的這些條狀透光區122，且因強光學繞射與相位偏移關係，分別形成於這些第二區域232內（請參考圖2B），即各個第一遮光條221b形成於相鄰兩個第一區域231之間，其中第一區域231對應光罩120的條狀不透光區121，因此圖4A所示的第一區域231可視為條狀不透光區121。從圖4A可得知，在光罩120於支撐板210的垂直投影中，第一遮光條221b大致上不重疊於第一區域231。

由於光罩120與基板20可實質上彼此平行，且第一遮光條221b對應於光罩120的條狀透光區122，因此這些第一遮光條221b也會沿著第一方向D1排列，並沿著第二方向D2延伸。支撐板210具有顯示區211以及於顯示區211部份周圍的周邊區212，而在圖4A中，顯示區211的邊緣是以虛線表示。此外，支撐板210的顯示區211對應於光罩120的核心區125，而支撐板210的周邊區212對應於光罩120的邊緣區124。

這些第一遮光條221b分布於顯示區211與周邊區212。具體而言，大部份第一遮光條221b皆分布於顯示區211，但最外側的第一遮光條221b’卻分布於周邊區212內，未分布到顯示區211。此外，接近第一遮光條221b’的一條或多條第一遮光條221b也會分布於周邊區212內，未分布到顯示區211，如圖4A所示。不過，在其他實施例中，可以僅有最外側的第一遮光條221b’分布於周邊區212內，因此僅分布於周邊區212內的第一遮光條221b與221b’的數量不以圖4A所揭示的為限制。

受到強光學繞射與相位偏移的影響，分布於周邊區212的最外側第一遮光條221b’與分布於顯示區211的這些第一遮光條221b其中至少一條兩者寬度實質上不相同。以圖4A為例，分布於周邊區212的最外側第一遮光條221b’的寬度W41可大於分布於顯示區211與周邊區212的各條第一遮光條221b的寬度W42。由於最外側第一遮光條221b’具有較大的寬度W41，所以第一遮光條221b’會與其鄰近的第一區域231部份重疊，如圖4A所示。

須說明的是，在圖4A所示的實施例中，分布於周邊區212的最外側第一遮光條221b’的寬度W41大於分布於顯示區211與周邊區212的各條第一遮光條221b的寬度W42。然而，在其他實施例中，分布於周邊區212的最外側第一遮光條221b’的寬度W41可小於分布於顯示區211與周邊區212的各條第一遮光條221b的寬度W42。因此，最外側第一遮光條221b’的寬度W41不限制只大於其他第一遮光條221b的寬度W42。

圖4B是圖4A的局部放大示意圖。請參閱圖4A與圖4B，第一黑矩陣層221還可以包括至少一個檢測條221t。以圖4A為例，第一黑矩陣層221包括至少兩個檢測條221t。這些檢測條221t皆形成於周邊區212內，並且未分布到顯示區211，而檢測條221t是利用光罩120的檢測圖案123而形成（請參考圖2A）。

由於檢測圖案123的寬度W23可介於10微米至20微米之間，即檢測圖案123具有較大尺寸，因此相較於第一遮光條221b，檢測條221t實質上不會被光學繞射所影響。所以，有別於第一遮光條221b，檢測條221t會形成於光罩120的檢測圖案123垂直投影於基板20（等同於支撐板210）的區域，即光罩120的這些檢測圖案123能沿著支撐板210的法線而分別對準於這些檢測條221t。

分布於顯示區211的這些第一遮光條221b其中一者的中心線A4與檢測條221t的中心線於第二方向D2實質上共線（collinear）。換句話說，檢測條221t的中心線會與其中一條第一遮光條221b的中心線A4實質上是完全重疊，即中心線A4實質上也等同於檢測條221t的中心線，且各個檢測條221t與一條第一遮光條221b共軸（coaxial）。

圖4C是在圖4B中的支撐板上形成濾光層的剖面示意圖，其中圖4C的第一遮光條221b與支撐板210是沿著圖4B中的線4C-4C剖面而繪成。請參閱圖4B與圖4C，在形成第一黑矩陣層221之後，可在支撐板210上形成多個濾光層240（圖4C僅繪示一個）。這些濾光層240可形成於顯示區211內，而各個濾光層240可位於相鄰兩條第一遮光條221b之間。這些濾光層240有多種。例如，這些濾光層240可以區分成多個紅色濾光層、多個綠色濾光層與多個藍色濾光層，其中紅色濾光層、綠色濾光層與藍色濾光層能濾光而分別產生紅光、綠光與藍光，且各個濾光層240可代表顯示面板的其中一個子畫素，例如紅色、綠色或藍色畫素。

圖5A是在圖4C中的支撐板上形成第二黑矩陣層的俯視示意圖，圖5B是圖5A的局部放大示意圖，而圖5C是圖5B中沿線5C-5C剖面而繪製的剖面示意圖。請參閱圖5A至圖5C，接著，形成第二黑矩陣層250。第二黑矩陣層250形成於支撐板210上，並可局部覆蓋第一黑矩陣層221。在圖5C所示的實施例中，第二黑矩陣層250可接觸第一遮光條221b，但在其他實施例中，第二黑矩陣層250可不接觸第一黑矩陣層221。所以，第二黑矩陣層250不限制要接觸第一黑矩陣層221。

第二黑矩陣層250包括多條並列的第二遮光條251與遮光框252。這些第二遮光條251沿著第二方向D2排列，並沿著第一方向D1延伸，其中這些第二遮光條251與這些第一遮光條221b交錯，而遮光框252部份圍繞且連接這些第二遮光條251。

遮光框252遮蓋支撐板210的周邊區212、部份這些第一遮光條221b的兩端以及位於周邊區212內的其他第一遮光條221b。在圖5A與圖5B所示的實施例中，遮光框252完全覆蓋周邊區212，但未覆蓋顯示區211，因此圖5A與圖5B所示的遮光框252可視為支撐板210的周邊區212。由於遮光框252完全覆蓋周邊區212，因此遮光框252也完全遮蓋位於周邊區212內的第一遮光條221b與221b’以及檢測條221t。

請參閱圖5A與圖5B，在垂直投影於周邊區212內（如圖5B所示的遮光框252），這些第一遮光條221b其中一者的第一末端E21與遮光框252的第一外邊緣E22之間具有間距P52。在本實施例中，各個第一遮光條221b（包括第一遮光條221b’）的兩個互為相對的第一末端E21皆沒有與第一外邊緣E22重疊或對齊，因此這些第一遮光條221b其中至少二者的兩個位於同一側的第一末端E21與第一外邊緣E22之間具有兩個間距P52，而這兩個間距P52彼此不相等。例如，在垂直投影於周邊區212內，這些第一遮光條221b其中三者位於同一側的這些第一末端E21於第一方向D1上實質上不共線。

在形成第二黑矩陣層250後，包括第一黑矩陣層221、第二黑矩陣層250與支撐板210的顯示面板500得以形成，其中顯示面板500還可包括主動元件陣列基板（未繪示）。主動元件陣列基板具有多條掃描線、多條資料線與多個主動元件，其中主動元件例如是薄膜電晶體。

第一黑矩陣層221、第二黑矩陣層250與支撐板210可製成彩色濾光基板，並可相對於顯示面板500而設置，其中於顯示區211之這些第一遮光條221b實質上對應於這些資料線，而於顯示區211之這些第二遮光條251實質上對應於這些掃描線。此外，彩色濾光基板與主動元件陣列基板之間可夾置液晶層（未繪示），以形成液晶顯示面板。

特別一提的是，在以上實施例中，第一黑矩陣層221、第二黑矩陣層250與支撐板210可製成彩色濾光基板，但在其他實施例中，第一黑矩陣層221與濾光層240也可以製作於主動元件陣列基板，而第一黑矩陣層221更可以進一步地製作成多條資料線。換句話說，第一黑矩陣層221不限制只形成於彩色濾光基板，而本發明多個實施例的黑矩陣層形成方法不僅可用於製作彩色濾光基板，也可用於製作主動元件陣列基板。

綜上所述，本發明至少一實施例利用強光學繞射與相位偏移來進行曝光，以形成黑矩陣層（例如第一黑矩陣層）。在曝光過程中，從條狀透光區穿透光罩的光束受到強光學繞射與相位偏移的影響，照射於條狀不透光區所對應的區域（即第一區域）來曝光光阻。本發明至少一實施例可適用於製造1000PPI以上顯示面板，例如1210PPI以上的高解析度顯示面板，以幫助提升目前高解析度顯示面板的良率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限制本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

20:基板 100:曝光設備 110:光源裝置 111:光源 112:鏡頭 120:光罩 121:條狀不透光區 122:條狀透光區 123:檢測圖案 123a、A4:中心線 124:邊緣區 125:核心區 210:支撐板 211:顯示區 212:周邊區 220:膜層 221:第一黑矩陣層 221b、221b’:第一遮光條 221t:檢測條 230:光阻 231:第一區域 232:第二區域 240:濾光層 250:第二黑矩陣層 251:第二遮光條 252:遮光框 500:顯示面板 D1:第一方向 D2:第二方向 E21:第一末端 E22:第一外邊緣 G12:距離 L11:光線 L12:光束 P52:間距 W21、W22、W23、W41、W42:寬度

圖1是本發明至少一實施例的黑矩陣層的形成方法所採用的曝光設備的裝置示意圖。圖2A是圖1中的光罩的俯視示意圖。圖2B是圖2A中光罩的光能量分布示意圖。圖3是光罩與基板之間的距離與畫素密度兩者關係變化的示意圖。圖4A是圖1中的基板在經過顯影與蝕刻之後的俯視示意圖。圖4B是圖4A的局部放大示意圖。圖4C是在圖4B中的支撐板上形成濾光層的剖面示意圖。圖5A是在圖4C中的支撐板上形成第二黑矩陣層的俯視示意圖。圖5B是圖5A的局部放大示意圖。圖5C是圖5B中沿線5C-5C剖面而繪製的剖面示意圖。

210:支撐板

211:顯示區

212:周邊區

221:第一黑矩陣層

221b、221b’:第一遮光條

221t:檢測條

231:第一區域

232:第二區域

D1:第一方向

D2:第二方向

W41、W42:寬度

Claims

一種顯示面板，包括：一支撐板，具有一顯示區以及於該顯示區部份周圍的一周邊區；一第一黑矩陣層，形成於該支撐板上，並包括多條並列的第一遮光條，其中該些第一遮光條沿著一第一方向排列，並分布於該顯示區與該周邊區，而分布於該周邊區的最外側該第一遮光條與分布於該顯示區的該些第一遮光條其中至少一條兩者寬度實質上不相同；以及一第二黑矩陣層，形成於該支撐板上，並包括多條並列的第二遮光條與一遮光框，其中該遮光框部份圍繞且連接該些第二遮光條，並遮蓋該周邊區、部份該些第一遮光條的兩端以及位於該周邊區內的其他該些第一遮光條，該些第二遮光條沿著一第二方向排列，且該第一方向與該第二方向交錯。
如請求項1所述的顯示面板，其中分布於該周邊區的最外側該第一遮光條的寬度大於分布於該顯示區的各該第一遮光條的寬度。
如請求項1所述的顯示面板，其中分布於該周邊區的最外側該第一遮光條的寬度小於分布於該顯示區的各該第一遮光條的寬度。
如請求項1所述之顯示面板，其中在垂直投影於該周邊區內，該些第一遮光條其中一者的一第一末端與該遮光框的一第一外邊緣之間具有一間距。
如請求項1所述之顯示面板，其中在垂直投影於該周邊區內，該些第一遮光條其中二者的兩個第一末端與該遮光框的一第一外邊緣之間具有兩個間距，且該兩個間距彼此不相等。
如請求項4所述之顯示面板，其中在垂直投影於該周邊區內，該些第一遮光條其中三者的該些第一末端於該第一方向上實質上不共線。
如請求項1所述之顯示面板，其中該第一黑矩陣層還包括至少一檢測條，而分布於該顯示區的該些第一遮光條其中一者的一中心線與該至少一檢測條的一中心線於該第二方向實質上共線。
一種黑矩陣層的形成方法，適用於一顯示面板，其中該顯示面板的畫素密度在1000每英吋畫素以上，而該黑矩陣的形成方法包括：提供一光罩，其具有多個並列的條狀透光區與多個並列的條狀不透光區，該些條狀透光區與該些條狀不透光區沿著一第一方向而交替排列；以及以該光罩作為遮罩，並利用一光源裝置對一基板上的一光阻進行曝光，其中在垂直投影於該基板上，該些條狀透光區在該光阻上投影出多個第二區域，而該些條狀不透光區在該光阻上投影出多個第一區域，其中該光源裝置所發出的一光束通過該些條狀透光區，並照射於該些第一區域。
如請求項8所述的黑矩陣層的形成方法，其中當該光束對該光阻進行曝光時，該光罩與該基板之間的距離約介於50微米至110微米之間。
如請求項9所述的黑矩陣層的形成方法，其中該光罩與該基板之間的距離與該顯示面板的畫素密度兩者呈負相關。
如請求項8所述的黑矩陣層的形成方法，還包括：在該光源裝置對該光阻進行曝光之後，顯影該光阻；在顯影該光阻之後，蝕刻該基板的一膜層，以形成一第一黑矩陣層；其中該第一黑矩陣層包括多條並列的第一遮光條，而該些第一遮光條沿著一第一方向排列，並分布於該基板的一顯示區與位於該顯示區部份周圍的一周邊區，分布於該周邊區的最外側該第一遮光條與分布於該顯示區的該些第一遮光條其中至少一條兩者寬度實質上不相同。
如請求項8所述的黑矩陣層的形成方法，還包括：形成一第二黑矩陣層，其中該基板包括一支撐板，而該第二黑矩陣層形成於該支撐板上；其中第二黑矩陣層包括多條並列的第二遮光條與一遮光框，該遮光框部份圍繞且連接該些第二遮光條，並遮蓋該周邊區、部份該些第一遮光條的兩端以及位於該周邊區內的其他該些第一遮光條，該些第二遮光條沿著一第二方向排列，且該第一方向與該第二方向交錯。