TWI609211B - 顯示裝置 - Google Patents

Description

顯示裝置

本發明是關於一種顯示裝置。

在平面顯示技術中，基於製程上對位精度的考量，往往設置有對位標記(alignment mark)以提升各個層體的對位精準度。習知技術中，在進行黑色矩陣材料層的圖案化製程前，以製程機台抓取其底下膜層的對位標記(alignment mark)。然而，有鑒於對位標記的辨識仰賴於黑色矩陣材料層的透光度，而顯示面板的對比度又與黑色矩陣材料層的不透光度有關，此種設計難以同時兼顧顯示面板的對位精準度與對比度。

本發明之部分實施方式提供一種顯示裝置，其在設置黑色矩陣的過程中，使用單一光罩而形成多層對位標記，以達到精準對位，利於後續的製程對位。詳言之，透過單一光罩而先後形成不同厚度的層體於透光對位標記上，同時製作黑色矩陣與具有對位精度之對位標記。不僅能夠提升後續製程的對位精度，亦不需要額外的光罩與製 程流程。

根據本發明之部分實施方式，一種顯示裝置包含基板、黑色矩陣以及定位標記。基板具有主動區以及位於主動區至少一側的周邊區。黑色矩陣設置於基板之主動區。定位標記設置於基板之周邊區，其中定位標記包含透明層、第一層以及第二層，依序設置於基板上，第二層與黑色矩陣的材料實質相同。

於本發明之部分實施方式中，第一層與第二層的材料相同。

於本發明之部分實施方式中，第一層的穿透率小於透明層的穿透率。

於本發明之部分實施方式中，透明層為一透明導電層。

於本發明之部分實施方式中，第一層的厚度比第二層的厚度為0.07至0.6。

於本發明之部分實施方式中，顯示裝置更包含至少一透明電極，設置於基板之主動區，其中透明電極對應黑色矩陣之至少一開口，且透明電極與透明層的材料實質相同。

根據本發明之部分實施方式，一種顯示裝置包含基板、黑色矩陣以及定位標記。基板具有主動區以及位於主動區至少一側的周邊區。黑色矩陣設置於基板之主動區。定位標記設置於基板之周邊區，其中定位標記包含導電層、第一層以及第二層，第一層位於導電層與第二層之 間，黑色矩陣的厚度與第二層的厚度實質上相同。

於本發明之部分實施方式中，導電層為氧化銦錫。

於本發明之部分實施方式中，第一層與第二層的材料相同，且第一層的厚度實質上小於第二層的厚度。

於本發明之部分實施方式中，第一層以及第二層為負型光阻。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧基板

110a‧‧‧上表面

120‧‧‧黑色矩陣

120a‧‧‧上表面

122‧‧‧開口

130‧‧‧定位標記

132‧‧‧底層

134‧‧‧第一層

134a‧‧‧上表面

136‧‧‧第二層

136a‧‧‧上表面

140‧‧‧透明電極

150‧‧‧彩色濾光層

152‧‧‧彩色濾光單元

AA‧‧‧主動區

PA‧‧‧周邊區

MK‧‧‧光罩

BE‧‧‧擋光元件

EP1‧‧‧第一曝光圖案

EP2‧‧‧第二曝光圖案

BM1‧‧‧第一黑色光阻層

BM2‧‧‧第二黑色光阻層

1B-1B‧‧‧線

第1A圖為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置的上視示意圖。

第1B圖為第1A圖之線1B-1B的剖面示意圖。

第2A圖至第2F圖為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置於多個製作階段的剖面示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之多個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式為之。

第1A圖為根據本發明之部分實施方式之顯示 裝置100的上視示意圖。第1B圖為第1A圖之線1B-1B的剖面示意圖。同時參照第1A圖與第1B圖。顯示裝置100包含基板110、黑色矩陣120以及定位標記130。基板110具有主動區AA以及位於主動區AA至少一側的周邊區PA。黑色矩陣120設置於基板110之主動區AA。定位標記130設置於基板110之周邊區PA，其中定位標記130包含底層132、第一層134以及第二層136，依序設置於基板110上。換句話說，第一層134設置於底層132與第二層136之間。第二層136與黑色矩陣120的材料實質相同。

於本發明之多個實施方式中，在對應黑色矩陣120的底面與頂面的範圍之間，定位標記130具有至少兩個層體(在此即為第一層134以及第二層136)。藉由此種設置，可以確保黑色矩陣120設置的精準度。

具體而言，在製作顯示裝置的過程中，往往需透過定位以確保各個層體的位置準確度。本發明之多個實施方式中，在設置黑色矩陣120前，可能已配置有其他層體，這些層體具有標記符號(在此為底層132)以幫助後續層體的設置。然而，標記符號(在此為底層132)的辨識效果可能不好，例如過於透光或反光過強，而導致難以透過後續的層體辨識此標記符號(在此為底層132)。本發明之多個實施方式中，設計第一層134覆蓋底層132，以提供高度差，進而在不使用額外光罩的情況下，改善製作黑色矩陣120時，定位標記130(在此為底層132與第一層134)的識別效果。後續，還可以透過定位標記130(在此為底層132、第一 層134以及第二層136)，設置其他元件。

於本實施方式中，底層132可接觸基板110。底層132可為一透明層，具體而言，第一層134與第二層136的穿透率小於底層132的穿透率。於部分實施方式中，底層132為一透明導電層。舉例而言，底層132的材料可以為金屬薄膜或金屬氧化物半導體(如氧化銦錫、氧化鋅)薄膜等。於部分實施方式中，底層132可為一金屬層，例如銅、鋁、鉬，而不以其穿透率為限。

第2A圖至第2F圖為根據本發明之部分實施方式之顯示裝置100於多個製作階段的剖面示意圖。

首先，參照第2A圖，提供基板110，並設置一透明導電層於基板110之主動區AA與周邊區PA上。其後，經由圖案化透明導電層，形成透明電極140與底層132，其中透明電極140位於主動區AA，底層132位於周邊區PA。於此，主動區AA內的透明電極140可以為一整面連續的結構，而作為共通(COM)電極使用。於其他實施方式中，可以設置多個互相分離的透明電極140，這些互相分離的透明電極140可被獨立操作。於部分實施方式中，底層132作為虛設的特徵以僅供定位使用。於部分實施方式中，底層132不電性連接透明電極140或其他電路。於此，透明電極140與底層132的厚度TB大約為400埃至600埃。

接著，參照第2B圖，可以旋塗方式(spin coating)設置第一黑色樹脂層BM1於基板110之主動區AA與周邊區PA上，並覆蓋透明電極140與底層132。於部分實 施方式中，第一黑色樹脂層BM1較薄(例如大約為1000~8000埃)，以便於透過第一黑色樹脂層BM1觀察到底下的底層132的圖案，進而使光罩MK對位。其後，以光罩MK以及擋光元件BE對第一黑色樹脂層BM1進行曝光。光罩MK具有對應主動區AA的第一曝光圖案EP1與對應周邊區PA的第二曝光圖案EP2。擋光元件BE能遮蔽光罩MK對應主動區AA的第一曝光圖案EP1，而使光罩MK僅能以對應周邊區PA的第二曝光圖案EP2對第一黑色樹脂層BM1進行曝光。

於本發明之多個實施方式中，擋光元件BE至少能降低曝光光線的強度。舉例而言，擋光元件BE能吸收一定波段的光線，該吸收波段至少部分重疊曝光光線的波長範圍。當然，不應以此限制本發明之範圍，擋光元件BE可以吸收、反射或散射曝光光線。

在此，第一黑色樹脂層BM1的材料選用可為負型光阻，而使第二曝光圖案EP2的開口對應後續第一黑色樹脂層BM1欲形成的元件。如此一來，經曝光的第一黑色樹脂層BM1不易被後續的顯影步驟所移除，未經曝光的第一黑色樹脂層BM1容易被後續的顯影步驟所移除。

然後，參照第2C圖，對第一黑色樹脂層BM1進行顯影，以移除部分的第一黑色樹脂阻層BM1(即移除未經曝光的第一黑色樹脂層BM1)，烘烤剩餘的第一黑色樹脂層BM1，而形成第一層134於周邊區PA。經烘烤固化的第一層134具有一上表面134a，且上表面134a與第2C圖中基 板110、底層132、透明電極140有不同的光澤表現。於此，以較疏的網點分布表示液態的第一黑色樹脂層BM1，並以較密的網點分布表示固態的第一層134。於部分實施方式中，第一層134的厚度T1大於底層132的厚度TB。於本實施例中，第一黑色樹脂層BM1可為黑色材料，但本發明不以此為限，第一黑色樹脂層BM1亦可為其他顏色的材料所製成，如灰色。第一黑色樹脂層BM1以能到達到提供高度差的效果即可。

於部分實施方式中，為了於後續達到良好的定位效果，第一層134覆蓋底層132。於部分實施方式中，第一層134完全覆蓋底層132，即底層132於基板110上的投影完全位於第一層134於基板110上的投影內。

接著，參照第2D圖，可以旋塗方式設置第二黑色樹脂層BM2於基板110之主動區AA與周邊區PA上，第二黑色樹脂層BM2覆蓋透明電極140、底層132以及第一層134。

於此，如以上所述，第一黑色樹脂層BM1的厚度較薄，以便於透過第一層134觀察到底下的底層132的圖案，進而使光罩MK對位。相較之下，第二黑色樹脂層BM2的厚度較厚(例如12000~15000埃)，容易遮擋光線，若直接設置於底層132上，將會妨礙識別底層132，不利於光罩MK對位。於本發明之多個實施方式中，於底層132上方設有第一層134，而形成明顯的高度差，因此，當第二黑色樹脂層BM2設置於第一層134時，觀察者透過第一層134而形 成的高度差，便於觀察到由第一層134與底層132所形成的圖案邊緣或對位圖形，來將光罩MK(如第2D圖所示)進行對位。其後，以前述光罩MK對第二黑色樹脂層BM2進行曝光。

在此，沒有設置擋光元件BE(比較第2B圖與第2D圖)，使得光罩MK能同時以對應主動區AA的第一曝光圖案EP1對第二黑色光阻層BM2進行曝光，並以對應周邊區PA的第二曝光圖案EP2對第二黑色樹脂層BM2進行曝光。

接著，參照第2E圖，對第二黑色樹脂層BM2進行顯影，以移除部分的第二黑色樹脂層BM2(即未經曝光的第二黑色樹脂層BM2)，烘烤剩餘的第二黑色樹脂層BM2，而在主動區AA形成黑色矩陣120，並在周邊區PA形成第二層136。於本實施例中，第二層136與黑色矩陣120的材料實質相同。於本發明之多個實施方式中，黑色矩陣120的厚度與第二層136的厚度實質上相同。於此，以較疏的網點分布表示液態的第二黑色樹脂層BM2，並以較密的網點分布表示固態的第二層136與黑色矩陣120。於本實施例中，第二黑色樹脂層BM2可為黑色材料，但本發明不以此為限，第二黑色樹脂層BM2亦可為其他顏色的材料所製成，以能到達到遮光效果即可，如灰色。

於本發明之部分實施方式中，第一層134的厚度實質上小於第二層136的厚度，以達到前述辨識底層132的目的。舉例而言，如前所述，第一層134的厚度T1大約為1000~8000埃，第二層136的厚度T2大約為 12000~15000埃。於部分實施方式中，第一層134的厚度T1比第二層136的厚度T2為0.07至0.6。如此一來，在設置厚度較小之第一層134時，可辨識底層132，且後續形成的第二層136的厚度T2(即黑色矩陣120的厚度)較大而不透光，而能夠維持顯示裝置100的對比度，同時，形成具有高度差之第一層134的定位標記亦可同時兼顧黑色矩陣120之曝光對位準度。

於本發明之多個實施方式中，第一黑色樹脂層BM1與第二黑色樹脂層BM2可以同為負型光阻材料，以使第一黑色樹脂層BM1與第二黑色樹脂層BM2採用相同的光罩MK進行圖案化而於相同的位置形成定位標記，而使第一曝光圖案EP1與第二曝光圖案EP2的開口對應後續第二黑色光阻層BM2欲形成的元件。

在部分實施方式中，第一層134與第二層136的材料實質相同，有鑑於第一層134與第二層136分別經歷旋塗、曝光、顯影以及/或烘烤，因此第一層134與第二層136之間可以觀察到一明顯的介面(例如上表面134a)。舉例而言，第一層134的液體至固體轉換過程中，可能因為液態的第一層134的上表面134a與空氣的特定的表面自由能差異，而使得液態表面具有某些表面特徵，並經由固化而保存下來。另外，液態的第二層136鄰接第一層134的表面可能也有特定的表面自由能差異，而使得液態表面具有某些表面特徵，並經由固化而保存下來。至此，第一層134與第二層136之間可以形成一明顯的介面(例如上表面134a)。於 其他實施方式中，第一層134與第二層136的材料不同，因此第一層134與第二層136之間可以觀察到一明顯的介面(例如上表面134a)。

於本實施方式中，採用負型光阻作為第一黑色樹脂層BM1與第二黑色樹脂層BM2，並搭配以擋光元件BE遮蔽主動區AA的光線，以在不增加額外光罩的情況下形成前述具有多個層體的定位標記。應了解到，於其他實施方式中，亦可以採用正型光阻作為第一黑色光阻層BM1與第二黑色光阻層BM2，並以適當的曝光顯影製程而形成第1B圖所示之具有多個層體的定位標記。

於本發明之多個實施方式中，黑色矩陣120具有多個開口122，如第1B圖所示，透過多個開口122可分別於黑色矩陣120中露出至少部分透明電極140，亦即部分透明電極140可被黑色矩陣120所覆蓋，而部分透明電極140並未被喝色矩陣120所覆蓋。如前所述，透明電極140可以為一整面連續結構，而作為共通電極使用。於其他實施方式中，可以設置多個互相分離的透明電極140，並可被獨立操作，開口122可分別對應這些互相分離的透明電極140。或者，透明電極140亦可以開設有狹縫，而非一整面結構。

參照第2F圖，設置彩色濾光層150於透明電極140上，其中彩色濾光層150包含多個彩色濾光單元152，分別對應黑色矩陣120之開口122設置。於本發明之多個實施方式中，彩色濾光單元152可具有不同的顏色，例如紅色濾光單元、綠色濾光單元以及藍色濾光單元。舉例而言， 可將各種彩色濾光材料先後旋塗並圖案化於基板110上，而形成顏色不同的彩色濾光單元152。於本發明之部分實施方式中，可以將基板110、主動元件陣列基板(未繪示)、顯示介質(未繪示)組合而構成顯示裝置100。如此一來，主動元件陣列基板與基板110的透明電極140可控制顯示介質，以調制光的亮暗變化或者發出不同亮度的光線，並可藉由彩色濾光層150，達到彩色顯示的功效。舉例而言，顯示介質可為非自發光材料如液晶材料或自發光材料如有機發光材料。當顯示介質採用非自發光材料時，顯示裝置100可包含其他背光光源。

本發明之部分實施方式提供一種顯示裝置，其在設置黑色矩陣的過程中，使用單一光罩而形成多層對位標記，以達到精準對位，利於後續的製程對位。詳言之，透過單一光罩而先後形成不同厚度的層體於透光對位標記上，同時製作黑色矩陣與具有對位精度之對位標記。不僅能夠提升後續製程的對位精度，亦不需要額外的光罩與製程流程。

雖然本發明已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，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。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧基板

120‧‧‧黑色矩陣

122‧‧‧開口

130‧‧‧定位標記

AA‧‧‧主動區

PA‧‧‧周邊區

1B-1B‧‧‧線

Claims (10)

1. 一種顯示裝置，包含：一基板，具有一主動區以及位於該主動區至少一側的一周邊區；一黑色矩陣，設置於該基板之該主動區；以及一定位標記，設置於該基板之該周邊區，其中該定位標記包含一透明層、一第一層以及一第二層，依序設置於該基板上，而該第二層與該黑色矩陣的材料實質相同。
2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一層與該第二層的材料相同。
3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一層的穿透率小於該透明層的穿透率。
4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一層的厚度為1000~8000埃。
5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一層與該第二層的厚度比值為0.07至0.6。
6. 如請求項1所述之顯示裝置，更包含：至少一透明電極，設置於該基板之該主動區，而該黑色矩陣可形成一開口，其中該透明電極位於對應該黑色矩陣之該開口，且該透明電極與該透明層的材料實質相同。
7. 一種顯示裝置，包含：一基板，具有一主動區與一周邊區，而該周邊區位於該主動區之一側；一黑色矩陣，設置於該主動區；以及一定位標記，設置於該周邊區，其中該定位標記包含一導電層、一第一層與一第二層，而該第一層位於該導電層與該第二層之間，其中該黑色矩陣的厚度與該第二層的厚度實質上相同。
8. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該導電層為氧化銦錫。
9. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該第一層與該第二層的材料相同，且該第一層的厚度實質上小於該第二層的厚度。
10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該第一層與該第二層的厚度比值為0.07至0.6。