TWI781781B - 顯示面板及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種顯示面板，包含基板、複數發光元件以及光擋牆結構層。基板包含第一面，發光元件相分隔地設置於基板的第一面上。光擋牆結構層包含上表面、下表面以及複數凹陷部。下表面相對設置於上表面，垂直投影於基板時，上表面的面積小於下表面的面積。各凹陷部的頂端相鄰接上表面，各凹陷部的底端分別設置有各發光元件。各凹陷部的側表面為連續曲面，以增進集光效果。

Description

顯示面板及其製備方法

本揭露是有關於一種顯示面板及其製備方法。

隨著發光二極體(light-emitting diode，LED)的發展，適合發光二極體的燈具也不斷改進。經過幾十年的發展，發光二極體與其燈具結構，已能夠初步滿足人們對燈具的需求。但是，若要完全取代傳統光源，發光二極體與其燈具結構所產生的光源亮度、集光散光程度等仍有不足，現有技術實有待改善的必要。

本揭露之一些實施方式提供了一種顯示面板，包含基板、複數發光元件以及光擋牆結構層。基板包含第一面，發光元件相分隔地設置於基板的第一面上。光擋牆結構層包含上表面、下表面以及複數凹陷部。下表面相對設置於上表面，垂直投影於基板時，上表面的面積小於下表面的面積。各凹陷部的頂端相鄰接上表面，各凹陷部的底端分別設置有各發光元件，各凹陷部的側表面為連續曲面。

在一些實施方式中，各凹陷部的形狀相對應各發光元件所發出的光場型。

在一些實施方式中，光擋牆結構層的材料為正型光阻。

在一些實施方式中，各發光元件包含主動層，以連接相鄰兩個發光元件的直線方向且垂直於基板的剖面上，光擋牆結構層的各凹陷部的底端與基板之間的距離，小於等於各發光元件的主動層與基板之間的距離。

在一些實施方式中，以連接相鄰兩個發光元件的直線方向且垂直於基板的剖面上，光擋牆結構層的各凹陷部的底端，鄰接各發光元件的底部。

在一些實施方式中，以連接相鄰兩個發光元件的直線方向且垂直於基板的剖面上，光擋牆結構層的各凹陷部的底端，與各發光元件的底部具有間隔。

在一些實施方式中，間隔的距離，小於等於各發光元件的寬度的一半。

在一些實施方式中，光擋牆結構層的厚度，為各發光元件的厚度的約2倍至5倍。

在一些實施方式中，各發光元件為發光二極體。

在一些實施方式中，顯示面板更包含波長轉換層設置於光擋牆結構層的凹陷部中。

本揭露之一些實施方式另提供了一種顯示面板的製備方法，包含提供基板，基板包含第一面；設置複數發光元件於基板的第一面上；覆蓋光擋牆結構層於基板與發光元件上；以發光元件所發出的光線對光擋牆結構層進行曝光；在光擋牆結構層進行顯影，以形成複數凹陷部。

在一些實施方式中，光擋牆結構層的材料為正型光阻。

在一些實施方式中，各凹陷部的形狀相對應各發光元件所發出的光場型。

在一些實施方式中，各發光元件為發光二極體，具有波長介於300奈米至500奈米。

在一些實施方式中，製備方法更包含形成波長轉換層設置於光擋牆結構層的凹陷部中。

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。

本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30%、±20%、±10%、±5%內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。

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。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖繪示本揭露之一些實施方式之顯示面板100的俯視圖，例如方向X垂直於方向Y所形成的XY平面，且第1圖僅繪示部分的顯示面板100；第2圖繪示第1圖沿2-2剖面線的剖面圖。顯示面板100包括基板110、複數發光元件120、光擋牆結構層130、以及波長轉換層140。

基板110包括第一面112及相對於第一面112的第二面114。具體而言，第一面112是朝上的一面、第二面114是朝下的一面。基板110的材質可以包括半導體元素諸如鍺(Ge)或者化合物半導體諸如碳化矽(silicon carbide，SiC)、砷化鎵(gallium arsenide，GaAs)、砷化銦(indium arsenide，InAs)和磷化銦(indium phosphide，InP)。

發光元件120，相分隔地設置於基板110的第一面112上。在一些實施例中，發光元件120可以包括發光二極體晶片，例如是次毫米發光二極體(mini LED)晶片或微型發光二極體(micro LED，μLED)晶片。在一些實施例中，發光元件120由下而上依序包括第一電極層(圖未示)、主動層122與第二電極層(圖未示)，主動層122會經由第一電極層與第二電極層間產生的電壓差驅動而發出光。

舉例而言，主動層122可為藍光發光材料層或是其他特定色光(例如紅光、綠光、白光、紫外光等)之發光材料層。主動層122的形成方法例如是蒸鍍法、塗佈法、沈積法或其它合適的方法。在本實施例中是以發光元件120為上發光型為例，但本揭露不以此為限，在其他實施例中，若上述第一電極層與第二電極層兩者之材質皆採用透明導電材料，所形成之發光元件120為雙面發光。

光擋牆結構層130作為反射結構。光擋牆結構層130的材料為正型光阻，所以未被光束照射到的部份正型光阻經顯影後會被保留，而被光束照射的其他正型光阻則被顯影劑溶解。在一些實施例中，光擋牆結構層130的材料正型光阻組成包括高分子材料與光起始劑(photo initiator)，使對應光起始劑的波段光線更易與正型光阻反應。

光擋牆結構層130包括上表面132、下表面134、以及複數凹陷部136。下表面134相對設置於上表面132，垂直投影於基板110時，上表面132的面積小於下表面134的面積，以利集光與波長轉換層140填入各凹陷部136。各凹陷部136的頂端136a相鄰接上表面132，各凹陷部136的底端136b分別設置有各發光元件120，各凹陷部136的側表面136c為一連續曲面。在一些實施例中，以發光元件120照射正型光阻後被顯影劑溶解，形成各凹陷部136的形狀相對應各發光元件120所發出的光場型，以增進集光效果。具體而言，光場型呈拋物線型或碗狀。

在一些實施例中，以連接相鄰兩個發光元件120的中心的直線方向X (如剖面線2-2)且垂直於基板110的剖面XZ上時(方向X與方向Z垂直)，光擋牆結構層130的各凹陷部136的底端136b，鄰接各發光元件120的底部120a。各凹陷部136的寬度L，是依據製備過程中發光元件120的光照強度而定。當調整發光元件120的電流與電壓使其光照強度增強，正型光阻後被顯影劑溶解的區域越多，使得各凹陷部136的寬度L越大，反之亦然。同時，也會影響各凹陷部136的底端136b與鄰接各發光元件120的底部120a的位置關係，以符合不同光照強度所需要搭配的反射結構(凹陷部136)，達成增進集光效果，具體可進一步參閱第3圖與第4圖的描述。

在一些實施例中，光擋牆結構層130的厚度d1，為各發光元件120的厚度d2的約2倍至5倍，使光線從各發光元件120發出後能得到充分的反射效果。若小於2倍太薄時，光學增益與避免混光的效果差；若大於5倍太厚時，光學增益效果有限且徒增模組厚度。

波長轉換層140設置於光擋牆結構層130的凹陷部136中。波長轉換層140的材料例如是螢光粉、量子點、或光轉換物質。波長轉換層140可將發光元件120所發出光束轉換為對應的光波段，使得畫素區域A1、畫素區域A2及畫素區域A3分別可提供紅色、綠色及藍色。在一些實施例中，依照發光元件120所發出的光源態樣，畫素區域A1、畫素區域A2及畫素區域A3將呈現對應之橢圓形、或圓形等形狀。具體而言，如在第1圖的俯視下，依照發光元件120呈現長方形，其所發出光源對應於畫素區域A1、畫素區域A2及畫素區域A3將呈現橢圓形。

請參閱第3圖，第3圖繪示本揭露之另一些實施方式之顯示面板100’的剖面圖。第3圖亦具有與第2圖相似的顯示面板100’包括基板110、複數發光元件120、光擋牆結構層130、以及波長轉換層140。第3圖與第2圖的差異在於，以連接相鄰兩個發光元件120的中心的直線方向X且垂直於基板110的剖面XZ上，光擋牆結構層130的各凹陷部136的底端136b與基板110之間的第一距離h1，小於等於各發光元件120的主動層122與基板110之間的第二距離h2，使自主動層122發出的光線能完整射出而不會被各凹陷部136的底端136b阻擋。

請參閱第4圖，第4圖繪示本揭露之又一些實施方式之顯示面板100’’的剖面圖。第4圖亦具有與第2圖相似的顯示面板100’’包括基板110、複數發光元件120、光擋牆結構層130、以及波長轉換層140。第4圖與第2圖的差異在於，以連接相鄰兩個發光元件120的直線方向X且垂直於基板110的剖面XZ上，光擋牆結構層130的各凹陷部136的底端136b，與各發光元件120的底部120a具有間隔E1。具體而言，以連接相鄰兩個發光元件120的中心的直線方向X且垂直於基板110的剖面XZ上，光擋牆結構層130的各凹陷部136的底端136b，與各發光元件120的底部120a具有間隔E1，且間隔E1小於或等於發光元件120的寬度E3的一半。此外，在相同剖面XZ上，光擋牆結構層130的相鄰兩個凹陷部136的兩個頂端136a之間具有距離E2，各凹陷部136具有寬度L(即各凹陷部136的兩個頂端136a之間的距離)，距離E2加上寬度L要大於或等於畫素寬度Px，以避免相鄰的兩個凹陷部136的側表面136c(亦即，光擋牆結構)互相交疊，導致相鄰兩個發光元件120所發出的光源混光。換言之，凹陷部136的頂端136a垂直於第一面112的距離，不可小於光擋牆結構層130的厚度d1。

第5圖繪示本揭露之一些實施方式之軟性顯示面板的製備方法的流程圖。方法200始於步驟S210，提供基板110，基板110包含第一面112。接著，方法200進行到步驟S220設置發光元件120於基板110的第一面112上。接著，方法200進行到步驟S230，覆蓋光擋牆結構層130於基板110與發光元件120上。接著，方法200進行到步驟S240，以發光元件120所發出的光線對光擋牆結構層130進行曝光。接著，方法200進行到步驟S250，在光擋牆結構層130進行顯影，以形成凹陷部136。接著，方法200進行到步驟S260，形成波長轉換層140設置於光擋牆結構層130的凹陷部136中。

請參閱第6圖至第9圖，第6圖至第9圖繪示本揭露之多個實施方式之顯示面板的製備方法中各製程階段的剖面示意圖。第6圖根據第5圖的步驟S210至S230所繪製。在步驟S210，提供基板110，基板110包含第一面112。接著，步驟S220設置發光元件120於基板110的第一面112上。接著，步驟S230，覆蓋光擋牆結構層130於基板110與發光元件120上。具體而言，發光元件120為發光二極體，具有波長介於300奈米至500奈米，例如，可以是藍光頻譜的G-光線(波長約436奈米)、紫外線頻譜的H-光線(波長約405奈米)或I-光線(波長約365奈米)，以作為發光光源以及照射正型光阻的光源。光擋牆結構層130的材料為正型光阻。

第7圖根據第5圖的步驟S240所繪製。在步驟S240，以發光元件120所發出的光線LI對光擋牆結構層130進行曝光。具體而言，以發光元件120作為照射光擋牆結構層130 (正型光阻)的光源，對光擋牆結構層130進行曝光。光源對光擋牆結構層130進行曝光的寬度L，是依據製備過程中發光元件120的光照強度而定。當調整發光元件120的電流與電壓使其光照強度增強，正型光阻後被顯影劑溶解的區域越多，使得寬度L越大，反之亦然。

第8圖根據第5圖的步驟S250所繪製。在步驟S250，於光擋牆結構層130進行顯影，以形成凹陷部136。具體而言，未被發光元件120的光束照射到的部份光擋牆結構層130經顯影後會被保留，而被光束照射的其他光擋牆結構層130則被顯影劑溶解，而形成凹陷部136。由於以發光元件120取代光罩，因此避免光罩在巨量轉移時產生公差，使發光元件與光擋牆結構層產生距離浮動的問題。

第9圖根據第5圖的步驟S260所繪製。在步驟S260，形成波長轉換層140設置於光擋牆結構層130的凹陷部136中。具體而言，波長轉換層140可將發光元件120所發出光束轉換為對應的光波段，使得畫素區域A1、畫素區域A2及畫素區域A3分別可提供紅色、綠色及藍色(如第1圖所示)。

本揭露的一些實施方式中，提供一種顯示面板，藉由光擋牆結構層的上表面面積小於下表面面積、以及凹陷部的側表面為連續曲面，以達成增進集光效果。

本揭露的一些實施方式中，另提供一種顯示面板的製備方法，藉由發光元件所發出的光線對光擋牆結構層進行曝光與顯影後所獲得的凹陷部，達成以發光元件光束取代光罩，避免光罩所產生公差的問題。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100’、100’’:顯示面板 110:基板 112:第一面 114:第二面 120:發光元件 120a:底部 122:主動層 130:光擋牆結構層 132:上表面 134:下表面 136:凹陷部 136a:頂端 136b:底端 136c:側表面 140:波長轉換層 200:方法 S210~S260:步驟 A1:畫素區域 A2:畫素區域 A3:畫素區域 E1:間隔 E2:距離 E3:寬度 d1:厚度 d2:厚度 h1:第一距離 h2:第二距離 L:寬度 LI:光線 Px:畫素寬度 X:方向 Y:方向 Z:方向 XY:平面 XZ:剖面

當結合附圖閱讀以下詳細描述時，本揭露的各種態樣將最易於理解。應注意的是，根據行業標準操作規程，各種特徵結構可能並非按比例繪製。事實上，為了論述之清晰性，可以任意地增大或減小各種特徵結構之尺寸。為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖繪示本揭露之一些實施方式之顯示面板的俯視圖。 第2圖繪示第1圖沿2-2剖面線的剖面圖。 第3圖繪示本揭露之另一些實施方式之顯示面板的剖面圖。 第4圖繪示本揭露之又一些實施方式之顯示面板的剖面圖。 第5圖繪示本揭露之一些實施方式之軟性顯示面板的製備方法的流程圖。 第6圖至第9圖繪示本揭露之多個實施方式之顯示面板的製備方法中各製程階段的剖面示意圖。

100:顯示面板

110:基板

112:第一面

114:第二面

120:發光元件

120a:底部

122:主動層

130:光擋牆結構層

132:上表面

134:下表面

136:凹陷部

136a:頂端

136b:底端

136c:側表面

140:波長轉換層

d1:厚度

d2:厚度

L:寬度

X:方向

Y:方向

Z:方向

Claims (13)

1. 一種顯示面板，包含：一基板，包含一第一面；複數發光元件，相分隔地設置於該基板的該第一面上；以及一光擋牆結構層，該光擋牆結構層包含：一上表面；一下表面，相對設置於該上表面，垂直投影於該基板時，該上表面的面積小於該下表面的面積；以及複數凹陷部，各該凹陷部的一頂端相鄰接該上表面，各該凹陷部的一底端分別設置有各該發光元件，各該凹陷部的側表面為一連續曲面，其中各該凹陷部的形狀相對應各該發光元件所發出的光場型。
2. 如請求項1所述之顯示面板，其中該光擋牆結構層的材料為正型光阻。
3. 如請求項1所述之顯示面板，其中各該發光元件包含一主動層，以連接相鄰兩個該發光元件的直線方向且垂直於該基板的剖面上，該光擋牆結構層的各該凹陷部的該底端與該基板之間的距離，小於等於各該發光元件的該主動層與該基板之間的距離。
4. 如請求項1所述之顯示面板，其中以連接相 鄰兩個該發光元件的直線方向且垂直於該基板的剖面上，該光擋牆結構層的各該凹陷部的該底端，鄰接各該發光元件的一底部。
5. 如請求項1所述之顯示面板，其中以連接相鄰兩個該發光元件的直線方向且垂直於該基板的剖面上，該光擋牆結構層的各該凹陷部的該底端，與各該發光元件的一底部具有一間隔。
6. 如請求項5所述之顯示面板，其中該間隔的距離，小於等於各該發光元件的寬度的一半。
7. 如請求項1所述之顯示面板，其中該光擋牆結構層的一厚度，為各該發光元件的一厚度的約2倍至5倍。
8. 如請求項1所述之顯示面板，其中各該發光元件為發光二極體。
9. 如請求項1所述之顯示面板，更包含一波長轉換層設置於該光擋牆結構層的該些凹陷部中。
10. 一種顯示面板的製備方法，包含：提供一基板，該基板包含一第一面； 設置複數發光元件於該基板的該第一面上；覆蓋一光擋牆結構層於該基板與該些發光元件上；以該些發光元件所發出的光線對該光擋牆結構層進行曝光；以及在該光擋牆結構層進行顯影，以形成複數凹陷部，其中各該凹陷部的形狀相對應各該發光元件所發出的光場型。
11. 如請求項10所述之製備方法，其中該光擋牆結構層的材料為正型光阻。
12. 如請求項10所述之製備方法，其中各該發光元件為發光二極體，具有波長介於300奈米至500奈米。
13. 如請求項10所述之製備方法，更包含形成一波長轉換層設置於該光擋牆結構層的該些凹陷部中。

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