CN100468094C - 彩色滤光片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种彩色滤光片的制造方法，其步骤如下：提供一个基板；利用网版印刷技术在基板表面上形成黑矩阵，该黑矩阵限定多个像素区；通过一个喷墨装置将所需颜色的墨水注入多个像素区内；干燥固化多个像素区内的墨水而形成多个颜色层。由于使用网版印刷技术来形成黑矩阵，其制造成本低，且可避免出现由于曝光不完全而造成的黑矩阵的良率不高，黑矩阵形成后再用喷墨法形成红绿蓝颜色层，从而可提高整个彩色滤光片制程的产品良率。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种彩色滤光片的制造方法。
【背景技术】
被动式显示装置，如液晶显示器，需通过彩色滤光片将通过的白光转化为红、绿、蓝三原色光束达成显示不同色彩影像的效果。彩色滤光片主要包括黑矩阵及着色层，该着色层是由交替排列的红、绿、蓝三色颜色层(ColorArea)组成。
如图1所示，目前一般的彩色滤光片10包括:一个玻璃基板12；形成在该基板12表面的黑矩阵(Black Matrix，BM)14，该黑矩14用于限定液晶显示面板的像素区域，该像素区域用于容纳并隔开红绿蓝颜色层18；以及一层透明导电层20，包覆该颜色层18。
目前在基板上形成黑矩阵14的方法一般采用传统的曝光显影方法完成。惟，由于黑矩阵14所用的光阻材料的影响，使得光阻材料中紫外曝光交连的机制进行不完全，而使制程的良率不高且黑矩阵14的黑度不够。同时，又因使用到光罩及光罩式曝光机，使得制程成本较高。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种能提高良率及降低成本的彩色滤光片的制造方法。
一种彩色滤光片的制造方法，其步骤如下:
提供一个基板；
利用网版印刷技术在基板表面上形成黑矩阵，该黑矩阵限定多个像素区；
通过一个喷墨装置将所需颜色的墨水注入多个像素区内；
干燥固化多个像素区内的墨水而形成多个颜色层。
相较于现有技术，所述的彩色滤光片的制造方法，由于使用网版印刷技术来形成黑矩阵，其制造成本低，可避免出现由于曝光不完全而造成的黑矩阵的良率不高，黑度不够，黑矩阵打印完成的后再用喷墨法形成多个颜色层，从而可提高整个彩色滤光片制程的产品良率。
【附图说明】
图1为现有技术的一种彩色滤光片的结构示意图。
图2至图3为本发明实施例提供的一种黑矩阵的制造示意图。
图4至图6为本发明实施例提供的一种挡墙的制造示意图。
图7至图11为本发明实施例提供的一种彩色滤光片的制造示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请一并参阅图2到图11，是本发明实施例提供一种彩色滤光片的制造方法的流程图，其步骤如下:
步骤一:如图2所示，提供一基板100，该基板100的表面净洁度及平整度较高。本实施例中该基板材料选用玻璃。当然，基板材料也可选用石英玻璃、硅晶圆、金属或塑料等。
步骤二:利用网版印刷技术在基板100表面上形成如图3所示的黑矩阵102。
该步骤二具体包括以下步骤:
将基板100置在一个印刷平台202上，将一个网版200设置在基板100正上方；利用一个刮板204将网版200及已调配好的油墨102’压向基板100表面使网版200及油墨102’接触到基板100表面并以此完成对整个基板100表面的压印，如图2所示；移除网版200得到基板100表面上的黑矩阵102。
由网版印刷形成的黑矩阵102，其宽度范围为15～30微米(μm)，高度范围为1～10μm。由于使用网版印刷技术来进行黑矩阵102的打印，可避免由于曝光不完全而造成的黑矩阵的良率不高及其较高的制造成本。同时，由于网版200本身具有弹性，所以即使网版200与基板100相互不平行，只要形成过程施以足够的压力，就能使油墨102’均匀附着在基板100表面上，能克服一般印刷技术如凹版印刷或凸版印刷，会出现局部位置发生油墨不会被打印并附着在基板表面上的缺陷。因为一般的印刷技术若打印过程中，发生网版与基板不完全平行，局部位置因网版与基板距离较远而发生油墨不会被打印并附着在基板表面上。
步骤三:如图3所示，黑矩阵102可限定多个像素区106，或如图6所示，选择性可在黑矩阵102上形成多个挡墙104，而由该多个挡墙104及黑矩阵102限定多个像素区106。一般而言，该多个挡墙104一般由光阻材料，透过涂布、曝光、显影的方式构成，其具体步骤如下:
利用干膜法(Dry Film Lamination)、湿式旋转法(Wet Spin Coating)或湿式裂缝式涂布法(Wet Slit Coating)在该基板上表面涂布挡墙负型光阻材料104’，并覆盖该黑矩阵102，如图4所示；利用光罩式曝光机，将具有预设挡墙图案的光罩300设在该负型光阻材料层104’与曝光机(图未示)光源间，并且与黑矩阵102对准，并曝光该挡墙负型光阻材料104’，如图5所示；利用显影方式，将未曝光处的挡墙负型光阻材料104’去除，形成设在黑矩阵102上表面的多个挡墙104，如图6所示。
该方法是利用负型光阻材料104’在基板100表面形成的多个挡墙104。可以理解，上述步骤亦可使用正型光阻材料，其相应的光罩设计及制程中曝光处材料是留下或去除具有差异外，并不影响本发明的实施。
步骤四:通过一喷墨装置110将由颜色材料形成的墨水112填充在多个像素区106内，如图7所示。
该步骤四包括同步喷墨法及分步喷墨法。同步喷墨法为同时在多个像素区内喷射所需的红(R)绿(G)蓝(B)三色墨水。分步喷墨法为依次喷射同色墨水在多个像素区内。
该喷墨装置110可选用热泡式喷墨装置(Thermal Bubble Ink Jet PrintingApparatus)或压电式喷墨装置(Piezoelectric Ink Jet Printing Apparatus)。
步骤五:干燥固化多个像素区106中的墨水112而形成颜色层108，如图8所示。此步骤主要通过一个抽真空装置、一个加热装置或一个发光装置，将多个像素区106的墨水112进行干燥固化，或者同时采用上述三者方式的任两种或任三种进行干燥固化，而发光装置包括紫外光发光照射装置。
本实施例的彩色滤光片制造方法可进一步包括一个步骤六，如图9所示:在该基板上同时依次形成覆盖该黑矩阵102及颜色层108的一层保护层114及一层导电层116，或一层保护层114，或一层导电层116。
此外，除如前所述，直接形成一层保护层114或一层导电层116，或同时依次形成一层保护层114及一层导电层116外，另外可在形成一层保护层114或一层导电层116之前，加入前处理步骤，故该步骤六包括分步骤如下:
利用研磨或蚀刻方式，将颜色层108相对黑矩阵102突出的部分磨平，以达成平坦度的要求；形成一层保护层114或一层导电层116在该基板100上并覆盖该黑矩阵102及颜色层108，形成如图10所示的彩色滤光片。
或者该步骤六具体包括以下分步骤:
利用研磨或蚀刻方式，将颜色层108相对黑矩阵102突出的部分磨平，以达成平坦度的要求；形成一层保护层114在该基板100上并覆盖该黑矩阵102及颜色层108；形成一层导电层116在该保护层114上方，如图11所示。
若在黑矩阵102有形成多个挡墙104，亦可将步骤六进行进一步改善为:
采用去除剂完全去除该多个挡墙104；形成一层保护层114或一层导电层116在该基板100上并覆盖该黑矩阵102及颜色层108。
或者将步骤六再进一步改进为:
采用去除剂完全去除该多个挡墙104；形成一层保护层114在该基板100上并覆盖该黑矩阵102及颜色层108；形成一层导电层116在该保护层114上方，最终形成如图11所示的彩色滤光片。
可以理解，上述步骤六的分步骤中，导电层116的制程可采用真空溅镀装置进行溅镀等工艺，而保护层114则可采用旋转涂布或裂缝涂布等制程。
本实施例所提供的彩色滤光片的制造方法，由于使用网版印刷技术来形成黑矩阵102，其制造成低，可避免出现由于曝光不完全而造成的黑矩阵的良率不高及黑度不够，黑矩阵列形成后再用喷墨法形成多个颜色层，从而可提高整个彩色滤光片制程的产品良率。同时，由于网版200本身具有弹性，所以即使网版200与基板100相互不平行，只要形成过程施以足够的压力，就能使油墨102’均匀附着在基板100表面上，能克服一般印刷技术会出现局部位置发生油墨不会被打印并附着在基板表面上的缺陷。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (13)
1.一种彩色滤光片的制造方法，其步骤如下:
提供一个基板；
利用网版印刷技术在基板表面上形成黑矩阵，该黑矩阵限定多个像素区；
通过一个喷墨装置将所需颜色的墨水注入多个像素区内；
干燥固化多个像素区内的墨水而形成多个颜色层。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的形成黑矩阵的步骤包括以下分步骤:
将基板置在一个印刷平台上，将一个网版架设在该基板正上方；
利用一个刮板将网版及已调配好的油墨压向基板表面使网版及油墨接触到基板表面并以此完成对整个基板表面的压印；
移除网版得到基板表面上的黑矩阵。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的彩色滤光片的制造方法进一步包括一个形成多个挡墙的步骤，其是介于形成黑矩阵的步骤与注入墨水的步骤间，该形成多个挡墙的步骤包括以下分步骤:
在黑矩阵及基板表面上涂布一层光阻材料层；
将具有预定挡墙图案的光罩设在该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层，该挡墙图案与黑矩阵对应；
利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层去除，形成设在黑矩阵表面上的多个挡墙，黑矩阵与多个挡墙限定多个像素区。
4.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述黑矩阵的宽度范围为15～30微米，高度范围为1～10微米。
5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的喷墨装置包括热泡式喷墨装置或压电式喷墨装置。
6.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的干燥固化墨水的步骤采用一个抽真空装置、一个加热装置或一个发光装置，将多个像素区内的墨水进行干燥固化，或者同时采用上述三者方式的任两种或任三种，发光装置包括紫外光发光照射装置。
7.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的基板材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶圆、金属或塑料。
8.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的彩色滤光片制造方法进一步包括一个步骤:在该基板上形成覆盖黑矩阵及颜色层的一层保护层或一层导电层。
9.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的彩色滤光片制造方法进一步包括一个步骤:在该基板上依次形成覆盖黑矩阵及颜色层的一层保护层及一层导电层。
10.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的形成一层保护层或一层导电层的步骤包括下列分步骤:
利用研磨或蚀刻方式，将颜色层相对黑矩阵突出的部分磨平；
形成一层保护层或一层导电层在该基板上并覆盖黑矩阵及颜色层。
11.如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的形成一层保护层及一层导电层的步骤包括下列分步骤:
利用研磨或蚀刻方式，将颜色层相对黑矩阵突出的部分磨平；
形成一层保护层在该基板上并覆盖该黑矩阵及颜色层；
形成一层导电层在该保护层上方。
12.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的彩色滤光片制造方法进一步包括一个步骤，该步骤包括下列分步骤:
采用去除剂完全去除该多个挡墙；
形成一层保护层或一层导电层在该基板上并覆盖该黑矩阵及颜色层。
13.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于所述的彩色滤光片制造方法进一步包括一个步骤，该步骤包括下列分步骤:
采用去除剂完全去除该多个挡墙；
形成一层保护层在该基板上并覆盖该黑矩阵及颜色层；
形成一层导电层在该保护层上方。
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