CN100397107C - 彩色滤光板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种彩色滤光板的制作方法，包括：在一基板上形成多个彩色滤光图案；在基板与彩色滤光图案上形成一不透光材料层；图案化不透光材料层，以于彩色滤光图案之间形成一黑矩阵，并且同时于彩色滤光图案上形成多个凸起物；以及，于部分的黑矩阵上形成多个间隙物。困难度较低且成本低。本发明简化彩色滤光板制作方法，可节省显示器的成本。
Description
技术领域
本发明是有关于一种彩色滤光板(Color Filter，CF)的制造方法，且特别是有关于一种同时形成黑矩阵(Black Matrix，BM)与凸起物(protrusion)的彩色滤光板的制造方法。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的发明，是人类在显示器技术发展史上一个重要的里程碑。由于液晶显示器的轻薄外型、低耗电量以及低辐射量等特性，使其渐渐成为近来市场上的主流产品之一。
然而，早期的液晶显示器有视角(view angle)较窄的问题。业界为了增广液晶显示器的视角，提出了多域垂直配向型(Multi-domain Vertically Alignment，MVA)液晶显示器。此种多域垂直配向型液晶显示器，会在彩色滤光片侧基板或/以及主动元件阵列侧基板采用突出物的结构，使得液晶分子呈现多方向的倾倒，故能增进液晶显示器的视角。
在现有的多域垂直配向型液晶显示器的彩色滤光片侧基板工艺中，包括首先在玻璃基板上形成黑矩阵，之后再形成包括有红、蓝、绿滤光图案的滤光层(color filter layer)，接着再依序形成覆盖住上述结构的披覆层(overcoat layer)以及共享电极(common electrode)，之后在于共享电极上分别形成突出物与光阻间隙物(photo spacer)，最后再形成覆盖上述结构的一配向层(alignment layer)。
由上述工艺可知，现有的多域垂直配向型液晶显示器的彩色滤光片侧基板工艺，至少需要四道以上的光掩膜工艺。就现今液晶显示器以减少光掩膜数目为发展的趋势来说，仍有简化的空间。因此，现有技术已经提出了利用半调光掩膜(half-tone)以及利用背后曝光(back exposure)等技术以减少光掩膜数目。然而，半调光掩膜技术的困难度较高，且光掩膜成本也较高。而背后曝光技术不易控制黑矩阵的宽度，且所需精密度亦高，仍有改善的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种彩色滤光板的制作方法，以同时形成黑矩阵以及凸起物，进而简化彩色滤光板的工艺。
为达上述发明目的，本发明提出一种彩色滤光板的制作方法，包括首先在一基板上形成多个彩色滤光图案。之后在基板与彩色滤光图案上形成一不透光材料层。接着图案化不透光材料层，以于彩色滤光图案之间形成一黑矩阵，并且同时于彩色滤光图案上形成多个凸起物。最后于部分的黑矩阵上形成多个间隙物。
在本发明的一实施例中，于形成黑矩阵与凸起物之后以及形成间隙物之前，更包括形成一电极层，覆盖住彩色滤光图案、黑矩阵以及凸起物。
在本发明的一实施例中，更包括在电极层以及凸起物上形成一配向材料层。
在本发明的一实施例中，电极层的材质包括铟锡氧化物或是铟锌氧化物。
在本发明的一实施例中，于形成彩色滤光图案之后以及形成不透光材料层之前，更包括形成一电极层，覆盖住彩色滤光图案。
在本发明的一实施例中，更包括在电极层以及凸起物上形成一配向材料层。
在本发明的一实施例中，电极层的材质包括铟锡氧化物或是铟锌氧化物。
在本发明的一实施例中，上述的不透光材料层包括有机材料。
在本发明的一实施例中，上述的不透光材料层包括感光材料。
在本发明的一实施例中，上述图案化不透光材料层以形成黑矩阵与凸起物的方法包括首先在基板的上方设置一光掩膜，此光掩膜具有一黑矩阵图案以及一凸起物图案。接着透过光掩膜对不透光材料层进行一曝光工艺。之后再进行一显影工艺，以形成黑矩阵与凸起物。
在本发明的一实施例中，上述的间隙物的材质与黑矩阵及凸起物的材质相同。
在本发明的一实施例中，上述的间隙物的材质与黑矩阵及凸起物的材质不相同。
在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光图案包括至少一红色滤光图案、至少一蓝色滤光图案以及至少一绿色滤光图案。
本发明因采用同时形成黑矩阵以及凸起物的彩色滤光板制造方法，因此可以节省工艺所需的光掩膜数目，进而简化彩色滤光板的工艺。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1A到图1F为本发明一实施例的彩色滤光板制造流程剖面图。
图2A到图2F为本发明另一实施例的彩色滤光板制造流程剖面图。
主要元件符号说明
基板100、200 彩色滤光图案102、202 不透光材料层104、206
光掩膜106、208 黑矩阵图案106a、208a 凸起物图案106b、208b
黑矩阵108、210 凸起物110、212 电极层112、204
间隙物114、214 配向材料层116、216 曝光工艺P1、P2
具体实施方式
第一实施例：
图1A到图1F为本发明一实施例的彩色滤光板制造流程剖面图。请参照图1A，首先提供一基板100，并于基板100上形成多个彩色滤光图案102。基板100的材质例如是玻璃基板、石英基板、塑料基板或是其它透明基板。彩色滤光图案102的材质则例如是有颜色的树脂。在本实施例中，彩色滤光图案102包括至少一红色滤光图案、至少一蓝色滤光图案以及至少一绿色滤光图案。
请继续参照图1B，接着在基板100与彩色滤光图案102上形成一不透光材料层104。此不透光材料层104的形成方法例如是首先以旋转涂布法(spin coating)将液态的不透光材料涂布于基板100表面，并覆盖住彩色滤光图案102，接着再进行烘烤(baking)的步骤，使上述的液态的不透光材料硬化成为不透光材料层104。在一实施例中，不透光材料层104包括有机材料，例如树脂。较佳的是，不透光材料层104包括感光材料。
请继续参照图1C与1D，进行一图案化工艺，以图案化不透光材料层104，并于彩色滤光图案102之间形成黑矩阵108，且同时于彩色滤光图案102上形成多个凸起物110。而上述的图案化工艺的详细说明如下：首先请参照图1C，于基板100上方设置一光掩膜106，此光掩膜106具有一黑矩阵图案106a以及一凸起物图案106b。接着进行一曝光工艺P1，将光掩膜106上的图案转移至不透光材料层104上。接着如图1D所示，经由一显影工艺，便可同时于彩色滤光图案102之间形成一黑矩阵108，且于彩色滤光图案102上形成多个凸起物110。
其中曝光工艺P1例如是利用紫外光为光源，以光掩膜(光罩)106为掩膜(罩幕)，对不透光材料层104进行曝光。而显影工艺则例如是将进行曝光工艺P1后的基板以显影剂浸泡或冲洗，将不透光材料层104图案化。
请继续参照图1E，接着在基板上方形成电极层112，电极层112会覆盖住彩色滤光图案102、黑矩阵108以及凸起物110。在一实施例中，形成电极层112的方法例如是采用沉积工艺，例如是溅镀法(sputter)，而所采用的材质包括铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，简称ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，简称IZO)或是其它透明电极。
请继续参照图1F，于部分黑矩阵108上方的电极层112上形成多个间隙物(spacer)114。在本实施例中，间隙物114例如是光阻间隙物，其形成方法包括将液态的光阻剂旋转涂布于基板100上，并覆盖住电极层112，接着进行烘烤的步骤使光阻剂硬化，再经由曝光显影以及蚀刻工艺而形成光阻间隙物。其中间隙物114的材质与黑矩阵108及凸起物110的材质可以为相同，也可以为不同。
此外，本实施例的彩色滤光板制造方法中，更包括于电极层112以及凸起物110上形成一配向材料层116。此配向材料层116所采用的材质例如是聚酰亚胺(polyimide，简称PI)，而形成的方法则例如是喷墨法或转印法，于基板100上形成聚酰亚胺层，尔后再进行刷模(rubbing)的步骤，使聚酰亚胺层具有配向方向。
第二实施例：
图2A到图2F为本发明另一实施例的彩色滤光板制造流程剖面图。本实施例与第一实施例的制造流程大致相同，而最显著的差异在于：本实施例于基板200上形成彩色滤光图案202之后，接着便形成覆盖彩色滤光图案202的电极层204，如图2B所示。此步骤与第一实施例中形成彩色滤光图案102后，先形成不透光材料层104的顺序不同。
接着请参照图2C至图2F，如图2C所示，本实施例的工艺依序为于电极层204上形成不透光材料层206。接着如图2D所示，利用一具有黑矩阵图案208a与凸起物图案208b的光掩膜208，进行曝光工艺P2与显影工艺图案化不透光材料层206，以形成如图2E中的电极层204上的黑矩阵210以及彩色滤光图案202上方电极层204上的多个凸起物212。之后，如图2F所示，再于黑矩阵210上方形成间隙物214。相同的，本实施例更包括于基板200上方形成一覆盖电极层204、黑矩阵210、凸起物212以及间隙物214的配向材料层216。
而各步骤的形成方法与各层的材质则如第一实施例中所述，在此不再重复叙述。
综上所述，本发明的彩色滤光板制造方法可以通过一道光掩膜的工艺，同时于基板上形成一黑矩阵以及多个凸起物。相较于现有的彩色滤光板制造方法，本发明可节省至少一道光掩膜工艺。此外，本发明不需采用现有技术中半调光掩膜以及背后曝光等技术，相对来说工艺困难度较低且成本低。故本发明的彩色滤光板制作方法具有简化工艺的优点，进而可节省显示器的成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。
Claims (14)
1.一种彩色滤光板的制作方法，其中，包括：
在一基板上形成多个彩色滤光图案；
在基板与彩色滤光图案上形成一不透光材料层；
图案化不透光材料层，以于彩色滤光图案之间形成一黑矩阵，并且同时于彩色滤光图案上形成多个凸起物；以及
于部分的黑矩阵上形成多个间隙物。
2.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中于形成黑矩阵与凸起物之后以及形成间隙物之前，更包括形成一电极层，覆盖彩色滤光图案、黑矩阵以及凸起物。
3.如权利要求2所述的彩色滤光板的制作方法，其中，更包括在电极层以及间隙物上形成一配向材料层。
4.如权利要求2所述的彩色滤光板的制作方法，其中电极层的材质包括铟锡氧化物或是铟锌氧化物。
5.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中于形成彩色滤光图案之后以及形成不透光材料层之前，更包括形成一电极层，覆盖彩色滤光图案。
6.如权利要求5所述的彩色滤光板的制作方法，其中，更包括在间隙物、电极层、黑矩阵以及凸起物上形成一配向材料层。
7.如权利要求3所述的彩色滤光板的制作方法，其中电极层的材质包括铟锡氧化物或是铟锌氧化物。
8.如权利要求5所述的彩色滤光板的制作方法，其中电极层的材质包括铟锡氧化物或是铟锌氧化物。
9.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中不透光材料层包括有机材料。
10.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中不透光材料层包括感光材料。
11.如权利要求10所述的彩色滤光板的制作方法，其中图案化不透光材料层以形成黑矩阵与凸起物的方法包括：
在基板的上方设置一光掩膜，其中光掩膜具有一黑矩阵图案以及一凸起物图案；
透过光掩膜对不透光材料层进行一曝光工艺；以及
进行一显影工艺，以形成黑矩阵与凸起物。
12.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中间隙物的材质与黑矩阵及凸起物的材质相同。
13.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中间隙物的材质与黑矩阵及凸起物的材质不相同。
14.如权利要求1所述的彩色滤光板的制作方法，其中彩色滤光图案包括至少一红色滤光图案、至少一蓝色滤光图案以及至少一绿色滤光图案。
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