TWI847341B

TWI847341B - 光罩及顯示面板製造方法

Info

Publication number: TWI847341B
Application number: TW111141891A
Authority: TW
Inventors: 廖絮蕎; 吳宜翰; 林愛珠
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Filing date: 2022-11-02
Publication date: 2024-07-01

Abstract

提供一種光罩，包括不透光部、多個第一透光部以及多個第二透光部，每一第一透光部具備多個透光狹縫且透光度落在0.4至0.6的範圍內，每一第二透光部的透光度等於1。一種顯示面板製造方法亦被提出。

Description

光罩及顯示面板製造方法

本發明是有關於一種光罩及顯示面板製造方法。

近年來，顯示面板的解析度要求越來越高。為了提高解析度，元件的橫向尺寸必須進一步縮小。然而，元件的橫向尺寸的臨界值（critical value）會受限於製程機台的規格和設計，導致顯示面板的解析度無法進一步優化。以彩色濾光層而言，雖然可以藉由縮小光罩與基板的距離來控制每一子像素的色阻寬度，該距離的極小值並非為零，致使色阻寬度受限於一臨界值而無法進一步降低，限制了解析度的優化。因此，亟需一種可以突破機台限制的設計。

本發明提供一種光罩以及使用該光罩的顯示面板製造方法，以製造高解析度的顯示面板。

根據本發明一實施例，提供一種光罩，包括不透光部以及多個透光部，每一透光部具備多個透光狹縫，每一透光部的透光度落在0.4至0.6的範圍內。

根據本發明另一實施例，提供一種光罩，包括不透光部、多個第一透光部以及多個第二透光部，每一第一透光部具備多個透光狹縫且透光度落在0.4至0.6的範圍內，每一第二透光部的透光度等於1。

根據本發明再一實施例，提供一種顯示面板製造方法，用於製造顯示面板，所述顯示面板製造方法包括在基板上配置色阻層；利用光罩對色阻層曝光，其中光罩包括不透光部以及多個第一透光部，每一第一透光部具備多個透光狹縫；以及以顯影製程形成對應多個第一透光部的多個第一色阻單元，其中每一第一透光部的透光度落在0.4至0.6的範圍內，以降低每一第一色阻單元的橫向尺寸。

基於上述，本發明實施例提供的光罩具備透光度落在0.4至0.6的透光部。相較於一般常見的全透明透光部（透光度=1），當以本發明實施例提供的透光部來對顯示面板的色阻層進行曝光，所製造的色阻寬度較小，使得顯示面板的解析度得以大幅提升。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

參照圖1，其繪示根據本發明實施例的光罩及其局部放大示意圖。光罩1具有第一區I以及第二區II，其中第二區II圍繞第一區I。第一區I配置有多個第一透光部10，第二區II配置有多個第二透光部20，其中第一透光部10與第二透光部20的尺寸相同（X方向上的寬度相同，且Y方向上的寬度相同）。光罩1還具有位在多個第一透光部10以及多個第二透光部20之間的不透光部30。每個第一透光部10並非完全透光的結構，而是具備多個透光狹縫，使得其透光度小於1。相對的，每個第二透光部20是完全透光的結構，因此其透光度等於1。

接下來請同時參照圖1、圖2A至圖2F以及圖3，其中圖2A至圖2F係以橫截面示意圖繪示根據本發明實施例的顯示面板製造方法，圖3係繪示根據本發明實施例的色阻陣列示意圖。

在圖2A至圖2F所繪示的顯示面板製造方法的各步驟中，圖2A繪示了，在基板100上配置多個黑色矩陣BM，其中基板100配置於XY平面。在對應圖2A的一個XY平面圖（未繪示）中，多個黑色矩陣BM是以二維陣列形式排列於基板100上。

圖2B繪示了，將色阻層101R配置於基板100上，以覆蓋這些黑色矩陣BM，其中色阻層101R為負型光阻。

圖2C繪示了，利用圖1的光罩1對色阻層101R進行曝光製程。應當說明的是，橫截面圖2C對應圖1的直線AA’。也就是說，雖然圖2C僅繪示多個第一透光部10，在這個曝光製程中，同時也藉由多個第二透光部20對色阻層101R進行曝光。

由於第一透光部10的透光度小於第二透光部20的透光度，色阻層101R中與第一透光部10對應的部分所吸收的光量會低於色阻層101R中與第二透光部20對應的部分所吸收的光量。換句話說，色阻層101R中與第一透光部10對應的部分相較於色阻層101R中與第二透光部20對應的部分為弱曝區。在與第一透光部10對應的部分色阻層101R內所發生的交聯固化程度會低於在與第二透光部20對應的部分色阻層101R內所發生的交聯固化程度。

同時參照圖1、圖2D以及圖3，其中圖3繪示了在顯影製程後在基板100上形成的色阻陣列1000。色阻陣列1000包括多個第一色阻單元101以及多個第二色阻單元201，分別對應圖1的多個第一透光部10以及多個第二透光部20。圖2D則對應圖3中的直線AA’示出了多個第一色阻單元101。

詳細而言，由於光罩1的第一透光部10的透光度小於第二透光部20的透光度，在圖2C所示的曝光製程中，在與第一透光部10對應的部分色阻層101R內所發生的交聯固化程度會低於在與第二透光部20對應的部分色阻層101R內所發生的交聯固化程度。因此，雖然第一透光部10以及第二透光部20具有相同的尺寸，上述色阻層101R的不同部分會因為第一透光部10以及第二透光部20的透光度不同而在顯影製程後分別形成為不同尺寸的色阻單元。如圖3所示，第一色阻單元101的寬度W1小於第二色阻單元201的寬度W2，其中多個第一色阻單元101位於所要製造的顯示面板的主動區，且多個第二色阻單元201位於顯示面板的周邊區。換言之，藉由上述弱曝的方法，形成於顯示面板主動區的第一色阻單元101的尺寸得以縮小。

參照圖2E。藉由重複上述圖2B至圖2D的步驟，可以在基板100上形成多個第一色阻單元102，其同樣藉由上述弱曝的方法而被形成為較小的尺寸。

參照圖2F。藉由再次重複上述圖2B至圖2D的步驟，可以在基板100上形成多個第一色阻單元103，其同樣藉由上述弱曝的方法而被形成為較小的尺寸。

在本實施例中，第一色阻單元101、102、103可以分別是紅色色阻單元、綠色色阻單元以及藍色色阻單元，但不以此為限。在與圖2F對應的一個XY平面圖（未繪示）中，多個紅色色阻單元101、多個綠色色阻單元102以及多個藍色色阻單元103是以二維陣列形式交錯排列於基板100上，其中多個紅色色阻單元101、多個綠色色阻單元102以及多個藍色色阻單元103皆是位於所要製造的顯示面板的主動區，且分別對應顯示面板的子像素。

總的來說，藉由上述圖2A至圖2F所示的製程步驟，顯示面板主動區內的多個紅色色阻單元101、多個綠色色阻單元102以及多個藍色色阻單元103的尺寸得以被縮小，因此可以大幅提升顯示面板的解析度。

參照圖4，其繪示根據本發明實施例的第一透光部的示意圖。第一透光部10具備多個互相平行的透光狹縫，且每個第一透光部10的不同部分的透光度相同，使得藉由各第一透光部10曝光的部分色阻層101R內發生均勻的交聯固化。但本發明實施例的第一透光部的圖案不限於圖4所示的多個平行狹縫。根據本發明一些實施例，當第一透光部10的透光度落在0.4至0.6的範圍內，可以具有較佳的弱曝效果，其中第一透光部10的透光度為透光區10T的面積與不透光區10B的面積比。在一些實施例中，每個第一透光部10具備數量大於20的透光狹縫，但不以此為限。

參照圖2C、圖3以及圖5，其中圖5係繪示當透光部寬度為30 μm，根據本發明實施例的曝光間隙與色阻單元寬度的關係圖。曝光間隙係指圖2C中光罩1相對於色阻層101R的高度（即兩者在Z方向上的距離），色阻單元寬度係指圖3中第一色阻單元101的寬度W1或是第二色阻單元201的寬度W2。

可以看到，無論是第一色阻單元101的寬度W1或是第二色阻單元201的寬度W2，其大小皆是隨著曝光間隙的減少而減少。並且，對於相同的曝光間隙，第一色阻單元101的寬度W1會小於第二色阻單元201的寬度W2。

根據本發明一些實施例，曝光間隙可以落在50 μm~ 250 μm 的範圍內，而不限於圖5所示的40 μm~ 120 μm 的範圍。應當注意的是，當考慮曝光機的設計、色阻單元的寬度以及色阻單元的形狀等，曝光間隙可以較佳地落在65 μm~75 μm 的範圍內。當曝光間隙落在上述的較佳範圍內，第一色阻單元101以及第二色阻單元201不會有底切（undercut），也不會出現不平整的邊緣。

參照圖1、圖3以及圖6，其中圖6繪示當曝光間隙為70 μm時，光罩1的透光部寬度與對應的色阻單元寬度的關係圖。色阻單元寬度係指圖3中第一色阻單元101的寬度W1或是第二色阻單元201的寬度W2。

可以看到，第一色阻單元101的寬度W1隨著第一透光部10寬度的減少而減少，第二色阻單元201的寬度W2隨著第二透光部20寬度的減少而減少。並且，對於相同的透光部寬度，第一色阻單元101的寬度W1會小於第二色阻單元201的寬度W2。

綜上所述，本發明實施例提供的光罩具備透光度落在0.4至0.6的透光部。相較於一般常見的全透明透光部（透光度=1），當以本發明實施例提供的透光部來對顯示面板的色阻層進行曝光，所製造的色阻寬度較小，使得顯示面板的解析度得以大幅提升。

1:光罩 10:第一透光部 10T:透光區 10B:不透光區 20:第二透光部 30:不透光部 100:基板 101、102、103:第一色阻單元 101R:色阻層 201:第二色阻單元 1000:色阻陣列 BM:黑色矩陣 X、Y、Z:方向 W1、W2:寬度 I:第一區 II:第二區

圖1繪示根據本發明實施例的光罩及其局部放大示意圖。圖2A至圖2F以橫截面示意圖繪示根據本發明實施例的顯示面板製造方法。圖3繪示根據本發明實施例的色阻陣列示意圖。圖4繪示根據本發明實施例的第一透光部的示意圖。圖5繪示根據本發明實施例的曝光間隙與色阻單元寬度的關係圖。圖6繪示根據本發明實施例的透光部寬度與對應的色阻單元寬度的關係圖。

1:光罩 10:第一透光部 20:第二透光部 30:不透光部 X、Y、Z:方向 I:第一區 II:第二區

Claims

一種顯示面板製造方法，用於製造顯示面板，所述顯示面板製造方法包括：在基板上配置色阻層，其中所述色阻層為負型光阻；將光罩配置在相對於所述色阻層65μm~75μm的高度範圍內；利用所述光罩對所述色阻層曝光，其中所述光罩包括不透光部、多個第一透光部以及多個第二透光部，所述不透光部位在所述多個第一透光部以及所述多個第二透光部之間，所述多個第一透光部以及所述多個第二透光部在平行於該基板的頂面的一水平方向上具有相同的尺寸，所述多個第二透光部至少局部圍繞所述多個第一透光部，每一所述第二透光部的透光度等於1，每一所述第一透光部具備多個透光狹縫使得其透光度小於1，其中每一所述第一透光部的透光度落在0.4至0.6的範圍內，且每一所述第一透光部的所述多個透光狹縫的數量大於20，其中所述色阻層中與所述多個第一透光部對應的部分相較於所述色阻層中與所述多個第二透光部對應的部分為弱曝區，在與所述多個第一透光部對應的部分所述色阻層內所發生的交聯固化程度低於在與所述多個第二透光部對應的部分所述色阻層內所發生的交聯固化程度；以及以顯影製程形成對應所述多個第一透光部的多個第一色阻單元，以及以所述顯影製程形成對應所述多個第二透光部的多個第二色阻單元，其中所述多個第二色阻單元在該水平方向上的尺寸不同於所述多個第一色阻單元在該水平方向上的尺寸，其中所述多個第一色阻單元的寬度小於所述多個第二色阻單元的寬度，其中所述多個第一色阻單元位於所述顯示面板的主動區，且所述多個第二色阻單元位於所述顯示面板的周邊區，其中所述多個第一色阻單元與所述多個第二色阻單元包括相同的顏色，且為紅色色阻單元、綠色色阻單元以及藍色色阻單元中的其中一種。
如請求項1所述的顯示面板製造方法，還包括：在所述基板上配置多個黑色矩陣，其中所述多個黑色矩陣以陣列形式排列於所述基板上；將所述色阻層配置於所述多個黑色矩陣上；以及其中所述多個第一色阻單元位於所述多個黑色矩陣之間的間隙中。