CN100529805C

CN100529805C - 彩色滤光片及其制造方法

Info

Publication number: CN100529805C
Application number: CNB2006100075484A
Authority: CN
Inventors: 周景瑜
Original assignee: Hongchuan Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2026-02-15
Also published as: CN101021582A

Abstract

本发明涉及一种彩色滤光片。该彩色滤光片包括基板、黑色矩阵及着色层，其中，黑色矩阵之间设置有高于该黑色矩阵的高台，该着色层位于高台的表面上，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。本发明还涉及一种彩色滤光片的制造方法，该方法包括下列步骤：提供一基板；在该基板形成若干黑色矩阵；在黑色矩阵之间形成高于黑色矩阵的高台；在高台上涂布墨水并在该高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

Description

彩色滤光片及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法。

【背景技术】

液晶显示器(LCD)以出色的画面品质、外形尺寸以及低功耗等优势，广泛应用在个人计算机、电视等领域，近几年LCD产业发展迅速，并继续朝着高精细化和大画面方向发展。在彩色LCD产品中，彩色滤光片为必不可少的元件。

LCD为非主动发光元件，其色彩显示必须由本身的光源装置或外部的环境光提供光源，通过驱动器与控制器形成灰阶显示，再利用彩色滤光片产生红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三基色，依据混色原理形成彩色显示画面。

彩色滤光片一般由玻璃基板、黑色矩阵、着色层及透明或者半透明导电层组成。

传统以喷墨方法制作彩色滤光片时，会先在玻璃基板上形成黑色矩阵，然后选择性地在黑色矩阵表面形成挡墙，再以喷墨方式将R、G、B三基色墨水喷在上述挡墙所围成的区域内以形成所需的R、G、B像素矩阵。但是，该挡墙较液体墨水为高，而墨水干燥后两者差别更大，因此，需要以研磨或者蚀刻等方式将挡墙突出之部分磨平，以达到所需要的平坦度要求。由于二者差别较大，采用研磨或者蚀刻方式很难达到所需要的平坦度。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种可提高平坦度的彩色滤光片及彩色滤光片的制造方法。

一种彩色滤光片，包括基板、黑色矩阵及着色层，其中，黑色矩阵之间设置有高于该黑色矩阵的高台，该着色层位于高台的表面上，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一基板；在该基板的一面上形成若干黑色矩阵；在该黑色矩阵之间形成高于该黑色矩阵的高台：在该高台上涂布彩色墨水在该高台表面并形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一基板；在该基板的一面上形成若干高台；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；在该高台之间形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一基板；在该基板的一面上形成若干第一高台；在该第一高台上形成黑色矩阵；在该黑色矩阵之间形成高于第一高台的第二高台；在该第二高台上涂布彩色墨水并在该第二高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一表面具有若干高台之基板；在该高台之间的区域形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一表面具有若干高台的基板；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；在该高台之间的区域形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

与现有技术相比，所述彩色滤光片的制造方法无须制作挡墙而是将墨水直接喷涂在黑色矩阵之间的高台上，该等高台与周围的黑色矩阵的高度差别可以较小，无须研磨或者蚀刻过程即可实现彩色滤光片平坦度的要求。所述彩色滤光片高台的高度略高黑色矩阵的高度，且该着色层与该黑色矩阵不相接触，因此，彩色滤光片也容易达到平坦度的要求。

【附图说明】

图1是本发明实施例彩色滤光片的示意图。

图2是本发明实施例彩色滤光片的制造方法的流程图。

图3是提供基板的示意图。

图4是形成黑色矩阵的第一种方法的在基板上形成黑色树脂层的示意图。

图5是形成黑色矩阵的示意图。

图6是第二种形成黑色矩阵方法的示意图。

图7是在黑色矩阵上形成一涂布层的示意图。

图8是在黑色矩阵之间形成高台的示意图。

图9是在高台上涂布墨水并形成着色层的示意图。

图10是形成覆盖黑色矩阵及着色层的保护层的示意图。

【具体实施方式】

如图1所示，其为本发明第一实施例提供的彩色滤光片20，该彩色滤光片20包括一基板10、黑色矩阵12、高台14及着色层15。

其中，该高台14位于黑色矩阵12之间，该着色层15设置在该高台14上，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

该基板10常见为透明基板，如玻璃基板。

为了加强彩色滤光片20的防湿性、防污染性、抗氧化性以及改善着色层15表面的平坦度，该彩色滤光片20进一步包括覆盖黑色矩阵12及着色层15的保护层18。该彩色滤光片20还包括设置在保护层18上的导电层19。

另外，该高台14也可以与该基板10一体成型，即在基板10成型时同时完成基板表面高、低区域的排布，比如预定形成着色层15处为高区域，低区域则为形成黑色矩阵12处。

如图2所示，其是本发明第二实施例彩色滤光片的制造方法的流程图，该方法主要包括下列步骤：

提供一基板；

在该基板的一面上形成若干黑色矩阵；

在该黑色矩阵之间形成高于黑色矩阵的高台；

在该高台上涂布墨水并在该高台表面形成着色层；

形成覆盖黑色矩阵及着色层的保护层；

形成覆盖该保护层的导电层以生成彩色滤光片。

下面结合图3至图10对该彩色滤光片的制造方法进行详细说明。

如图3所示，提供一基板10，常见为透明基板，例如玻璃基板，该基板10可为低碱性、无碱性或者含钠或含硼的玻璃，该等玻璃需具有较低的热膨胀系数，以防止基板10受热发生形变影响彩色滤光片的性能。该基板10的厚度一般在0.5～1.1毫米(mm)之间，基板10的面积大小根据产品不同而有所不同。

其次是在基板10上形成若干黑色矩阵12，根据所采用材料而有以下两种方法。

第一种是利用感光性的黑色树脂材料，如图4及图5所示，其通常由有机或无机的黑颜色材料、单体或寡聚物及光起剂构成。由于黑色树脂材料本身能感光，因此可直接利用裂缝涂布(Slit Coat)或者旋转(Spin Coat)涂布方式将黑色树脂材料涂布在基板10的表面上，从而形成黑色树脂层11，然后利用预定形状的光罩进行曝光并显影，除去不必要的黑色树脂层11形成若干图案化的黑色矩阵12。通过此步骤，可将光罩上的图案完全转移到该黑色矩阵12上。

第二种是采用金属铬、氧化铬或者金属铬、氮化铬、氧化铬等铬或者铬氧化态的复合材料，由于上述材料并不是感光材料，因此需要涂布另一层光阻材料，请参阅图6，其具体方法如下：将金属铬、氮化铬、氧化铬等铬或者铬氧化态之复合材料利用真空溅镀或者蒸镀技术，在基板10上形成一黑色薄膜16，而后在该黑色薄膜16上涂布一层光阻层17。然后，利用光罩对光阻层17进行曝光并显影，去除不必要的光阻层17，再利用蚀刻方式将未覆盖光阻层17的黑色薄膜16除去，最后，利用去除剂将光阻层17材料完全除去，以形成若干图案化的黑色矩阵12。

如图7所示，在形成黑色矩阵12的基板10上形成一涂布层13，并且使该涂布层13完全覆盖黑色矩阵12及黑色矩阵12之间的区域，该涂布层13的厚度稍高于黑色矩阵12的高度。该涂布层13由透明材料制成，如透明树脂材料。

如图8所示，利用预定形状的光罩对该涂布层13进行曝光并显影，去除黑色矩阵12上的涂布层13以将黑色矩阵12显露出，以形成位于黑色矩阵12之间的高台14，根据光罩的形状该高台14可有不同的排列方式。也可直接以黑色矩阵12作光罩，从基板10的另一面对涂布层13曝光，去除黑色矩阵12上的涂布层13形成高台14。

如图9所示，利用喷墨装置，例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置，将所需颜色的墨水喷涂在所选定的高台14上，由于高台14表面张力及内聚力的作用墨水会黏附其上，然后利用固化装置将该墨水固化以形成一种颜色的着色层15，比如采用一加热装置或者一发光装置(常见为紫外线发光装置)或者两者兼采用之，而使墨水固化在高台14上。使喷墨装置与基板10之间发生相对运动，以使不同R、G、B三基色之墨水涂布在所选定的高台14上，最终在高台14的表面形成彩色之着色层15，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

或者，采用具有若干个喷头的喷墨装置，每一个喷头对应一个高台14，按照R、G、B三基色像素的排列方式，将墨水分别注入相应喷嘴中，从而一次同时将三种墨水喷涂在相应的高台14上，然后将墨水固化形成彩色的着色层15。

如图10所示，为了加强彩色滤光片的防湿性、防污染性、抗氧化性以及改善着色层15表面的平坦度，可形成一覆盖黑色矩阵12及着色层15的保护层18。该保护层18一般采用高可靠性的透明材料制成，如聚亚醯胺树脂系、环氧树脂系、压克力树脂系、聚乙烯醇树脂系等。

请再次参阅图1，在保护层18上形成导电层19制得本发明的彩色滤光片20，该导电层19可为透明或者半透明薄膜，透明薄膜常用铟锡氧化物(IndiumTim Oxide)，另可选用铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide)、镉铟氧化物(CadmiumTim Oxide)、氧化锌(Zinc Oxide)等，半透明薄膜则为铝，该薄膜可采用真空溅镀或者蒸镀技术形成。

采用本方法制造彩色滤光片将墨水直接喷涂在黑色矩阵之间的高台上，该等高台与周围之黑色矩阵之高度差别较小，无须研磨或者蚀刻过程即可实现彩色滤光片平坦度之要求。

本发明第三实施例彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一基板；在该基板上形成若干高台；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；在该高台之间形成黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

该实施例的高台、着色层及黑色矩阵的制程与第一实施例之高台、着色层及黑色矩阵的制程相同、材料相同，或者以喷墨方式涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

本发明第四实施例彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一基板；在该基板上形成若干第一高台；在该第一高台上形成黑色矩阵；在该黑色矩阵之间形成高在第一高台的第二高台；在该第二高台上涂布彩色墨水并在该第二高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

本实施例的第一高台、第二高台、黑色矩阵及着色层的制造方法同第一实施例之方法，其材料也相同，或者以喷墨方式涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

本发明第五实施例彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一表面具有若干高台之基板；在该高台之间的区域上形成黑色矩阵；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

本实施例的基板一般为塑料基板，采用射出成型方法一体成型。该黑色矩阵及着色层与第一实施例的黑色矩阵12及着色层15采用相同制程及材料，或者以喷墨方式涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

本发明第六实施例一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：提供一表面具有若干高台的基板；在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；在该高台之间的区域上形成黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

本实施例的基板一般为塑胶基板，采用射出成型方法一体成型。该黑色矩阵及着色层与第二实施例的黑色矩阵12及着色层15的制程及材料相同，或者以喷墨方式涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

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

1.一种彩色滤光片，包括基板、黑色矩阵及着色层，其特征在于：该黑色矩阵之间设置有高于黑色矩阵之高台，该着色层设置在该高台的表面上，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该基板为玻璃基板。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片进一步包括覆盖黑色矩阵及着色层的保护层。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片进一步包括覆盖保护层的导电层。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片进一步包括覆盖黑色矩阵及着色层的导电层。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该若干高台与基板一体成型。

7.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该着色层包括规则排布的红颜色层、绿颜色层及蓝颜色层。

8.一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：

提供一基板；

在该基板之一面上形成若干黑色矩阵；

在该黑色矩阵之间形成高于该黑色矩阵的高台；

在该高台上涂布墨水并在该高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

9.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中形成黑色矩阵的步骤包括在基板上形成黑色树脂层；通过光罩去除不必要的黑色树脂层形成若干黑色矩阵。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过裂缝涂布或者旋转涂布方式形成黑色树脂层。

11.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中形成黑色矩阵的步骤包括在基板上形成一黑色薄膜；在黑色薄膜上形成一光阻层；去除部份光阻；去除未覆盖光阻的黑色薄膜；去除剩余的光阻形成若干黑色矩阵。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法，其中该黑色薄膜的材料为铬、氧化铬、氮化铬、铬合金或者铬氧化物的合金。

13.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中形成高台的步骤包括形成覆盖黑色矩阵及黑色矩阵之间区域的涂布层；通过光罩去除黑色矩阵上的涂布层以形成高台。

14.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其采用喷墨装置涂布墨水。

15如权利要求14所述的彩色滤光片的制造方法，其中该喷墨装置为热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置。

16.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括涂布墨水后固化该墨水形成着色层之步骤。

17.如权利要求16所述的彩色滤光片的制造方法，其采用加热装置或者采用发光装置固化墨水。

18.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括形成覆盖黑色矩阵及着色层的保护层的步骤。

19.如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法，其中该保护层聚亚醯胺树脂系、环氧树脂系、压克力树脂系或聚乙烯醇树脂系材料制成。

20.如权利要求18所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括在保护层上形成导电层的步骤。

21.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括形成覆盖黑色矩阵及着色层的导电层的步骤。

22.如权利要求20或21所述的彩色滤光片的制造方法，其中该导电层的材料为铟锡氧化物、铟锌氧化物、镉铟氧化物、氧化锌或者铝。

23.如权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中该基板的厚度为0.5～1.1毫米。

24.一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：

提供一基板；

在该基板的一面上形成若干高台；

在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；

在该高台之间形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

25.如权利要求24所述的彩色滤光片的制造方法，其采用喷墨装置涂布彩色墨水。

26.如权利要求24所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括涂布墨水后固化该墨水的步骤。

27.如权利要求24所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过裂缝涂布或者旋转涂布方式涂布黑色光阻形成黑色矩阵。

28.如权利要求24所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过喷墨装置涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

29.一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：

提供一基板；

在该基板的一面上形成若干第一高台；

在该第一高台上形成黑色矩阵；

在该黑色矩阵之间形成高于第一高台的第二高台；

在该第二高台上涂布彩色墨水并在该第二高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

30.如权利要求29所述的彩色滤光片的制造方法，其中采用喷墨装置涂布彩色墨水。

31.如权利要求29所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括涂布墨水后固化该墨水的步骤。

32.如权利要求29所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过裂缝涂布或者旋转涂布方式涂布黑色光阻形成黑色矩阵。

33.如权利要求29所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过喷墨装置涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

34.一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：

提供一表面具有若干高台之基板；

在该高台之间的区域形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵；

在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

35.如权利要求34所述的彩色滤光片的制造方法，其中采用喷墨装置涂布彩色墨水。

36.如权利要求34所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括涂布墨水后固化该墨水的步骤。

37.如权利要求34所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过裂缝涂布或者旋转涂布方式涂布黑色光阻形成黑色矩阵。

38.如权利要求34所述的彩色滤光片的制造方法，其中利用喷墨装置涂布黑色墨水形成黑色矩阵。

39.一种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤：

提供一表面具有若干高台的基板；

在该高台上涂布彩色墨水并在该高台表面形成着色层；

在该高台之间的区域形成黑色矩阵，该高台高于该黑色矩阵，且该着色层与该黑色矩阵不相接触。

40.如权利要求39所述的彩色滤光片的制造方法，其中采用喷墨装置涂布彩色墨水。

41.如权利要求39所述的彩色滤光片的制造方法，进一步包括涂布墨水后固化该墨水的步骤。

42.如权利要求39所述的彩色滤光片的制造方法，其中通过裂缝涂布或者旋转涂布方式涂布黑色光阻形成黑色矩阵。

43.如权利要求39所述的彩色滤光片的制造方法，其中利用喷墨装置涂布黑色墨水形成黑色矩阵。