CN100529806C

CN100529806C - 彩色滤光片与其制造方法

Info

Publication number: CN100529806C
Application number: CNB2007100794928A
Authority: CN
Inventors: 曹俊杰; 李淑琴; 林永龙; 林永茂; 陈文龙; 蔡馥娟; 王薇雅
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: CN101029945A

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光片，包含：一基板，该基板具有至少一像素区域；一黑矩阵，该黑矩阵位于该基板上，且该黑矩阵至少具有一开口以暴露出该像素区域，其中，该开口的一侧壁在垂直于该基板的一方向上具有多个内凹部分；以及，一滤光层，填充于该开口之中。

Description

彩色滤光片与其制造方法

技术领域

本发明关于一种彩色滤光片与其制作方法，尤其是一种具有内凹的黑矩阵侧壁结构的彩色滤光片与其制作方法。

背景技术

随着各种信息科技的进展，目前大多的影像信号皆已由模拟改为数字传输的方式，使得传统的阴极射线显示器已被新一代的平面显示器所取代，例如液晶显示器、等离子体显示器、发光二极管显示器等。液晶显示器由于成本与性能上的各项优点，而成为平面显示器当中相当重要的产品。而液晶显示器当中通常使用彩色滤光片来达成彩色化的显示效果。彩色滤光片通常设置于一透明玻璃基板上，此透明玻璃基板上主要配置有用以遮光的黑矩阵(Black Matrix，BM)，以及对应于各个像素排列的彩色滤光单元。接着由喷头将色料喷入像素区域中，再经由干燥工序而形成色料薄膜。

由于色料喷入的过程中，必须控制适当的色料量，否则可能产生色料跨过黑矩阵而流至邻近的像素区域之中。因此在公知的工艺中，通常会通过例如对黑矩阵进行等离子体处理，以使黑矩阵具有高疏墨性。然而在此时，像素区域内的基板同时也会暴露在等离子体处理的环境，使得像素区域内基板的亲墨性会遭到破坏。这使得色料被滴入像素区域后较不易附着至基板表面，而容易产生色料无法完整填满像素区域的缺点，进而会影响滤光片的色彩表现。

因此，实有必要提供一种新的滤光片制作方法，以简单且低成本的方式改善滤光片的质量。

发明内容

本发明一方面在于提供一种滤光片与其制作方法，通过抑制黑矩阵侧壁因疏水处理(hydrophobic treatment)造成的疏水特性，以改善色料无法完整填满像素区域的缺点。

本发明另一方面在于提供一种滤光片与其制作方法，利用黑矩阵侧壁的至少一内凹(concave)的不平坦结构，缓冲喷墨工序时高速吐出墨滴于像素区域内横向扩张的速度，进而减少色料跨过黑矩阵而流至邻近的像素区域的机会。

在一实施例中，本发明公开一种彩色滤光片，此彩色滤光片包含一基板、一黑矩阵、与一滤光层。基板具有至少一像素区域。黑矩阵位于基板上，且黑矩阵至少具有一开口以暴露出像素区域。滤光层填充于此开口之中。其中，黑矩阵的一侧壁定义出开口；开口的侧壁在垂直于基板的一方向上具有多个横向水平内凹(concave)部分。本发明亦公开含有此彩色滤光片的液晶显示装置。

在另一实施例中，本发明公开一种滤光片，此滤光片包含一基板、一黑矩阵、与一滤光层。基板具有至少一像素区域。黑矩阵位于基板上，且黑矩阵至少具有一开口以暴露出像素区域。滤光层填充于此开口之中。其中，黑矩阵的一侧壁定义出开口，而此开口在一第一高度时具有一第一宽度，而在一第二高度时具有一第二宽度；此第二高度大于此第一高度，而此第二宽度小于此第一宽度。本发明亦公开含有此彩色滤光片的液晶显示装置。

在又一实施例中，本发明公开一种制作一彩色滤光片的方法。此方法包含：提供一基板，基板具有至少一像素区域；形成一黑矩阵于基板上，且此黑矩阵至少具有一开口以暴露出像素区域，其中，黑矩阵的一侧壁定义出此开口；在垂直于此基板的一方向上，于此开口的一侧壁上形成多个横向水平内凹(concave)部分；以及填充一滤光层于此开口之中。

在额外一实施例中，本发明公开一种制作一彩色滤光片的方法。此方法包含：提供一基板，此基板具有至少一像素区域；形成一黑矩阵于基板上，且黑矩阵至少具有一开口以暴露出此像素区域，其中黑矩阵的一侧壁定义出此开口；形成此侧壁，使得此开口在一第一高度时具有一第一宽度，而在一第二高度时具有一第二宽度，其中此第二高度大于此第一高度，而此第二宽度小于此第一宽度；以及填充一滤光层于此开口之中。

配合以下的较佳实施例的叙述与附图说明，本发明的目的、实施例、特征、与优点将更为清楚。

附图说明

图1A显示依照一实施例的基板的俯视图；

图1B显示依照一实施例的基板的剖面图；

图1C显示依照另一实施例的基板的剖面图；

图2显示依照一实施例的黑矩阵侧壁的剖面图；

图3显示依照另一实施例的黑矩阵侧壁的剖面图；以及

图4显示依照一实施例的方法流程图。

其中，附图标记：

100基板

102、104、106像素区域

120130黑矩阵

122、124、126开口

129139侧壁

A垂直基板方向

B侧壁波谷

P侧壁波峰

具体实施方式

以下说明依据本发明的实施例。首先提供基板100，接着形成黑矩阵120于基板100上。如图1A所示即为本实施例的基板100的俯视图；图1B则为图1A中基板100的侧向剖面图。较佳地，基板100用于制作液晶屏幕面板的玻璃基板，熟知本领域的技术人员应可知基板100的构造以及形成方式，在此不加赘述。本发明所制成的彩色滤光片，可与对向基板(薄膜阵列基板)进行组装，在两者之间注入液晶层(未显示)，并进行后续的步骤，以形成所需的液晶显示装置，此为熟知本领域的技术人员所熟知的技术，在此不加赘述。

在本发明的附图中，基板100具有三个像素区域122、124、及126，分别为作为彩色滤光片的三种颜色的像素，黑矩阵120具有侧壁129以及由侧壁129所定义的开口122、124、及126；开口122、124、及126分别暴露出基板100的像素区域102、104、及106。然而在此必需注意的是，图式中仅显示三个像素区域是为了说明方便起见，而熟知本领域的技术人员当知道本发明的基板100可以有较多数量或较少数量的像素区域，而并不会影响本发明的实施。

在图1B的实施例中，黑矩阵120为一树脂(resin)黑矩阵，侧壁129的高度约为2μm。在另一实施例中，如图1C所示，黑矩阵130为一含铬(Cr)黑矩阵，侧壁139的高度约为0.2μm，而基板100的像素区域102、104、及106在黑矩阵130以下蚀刻约1.8μm。其它熟知本领域的技术人员所知，可用于彩色滤光片的黑矩阵，亦在应用于本发明。

在一实施例中，使用干性等离子体蚀刻的方式配合适当的光掩模来形成树脂黑矩阵120的结构。通过改变干性等离子体蚀刻(例如反应离子蚀刻(RIE)或电感耦合式等离子体蚀刻(ICP))中的耦合功率、驱动频率、或是反应气体的流量，可形成本发明的侧壁129。值得一提的是，在形成侧壁129的过程中，可使用的不同的耦合功率、驱动频率、或是反应气体的流量，甚至配合多道光掩模，以形成所欲侧壁129的形状。

图2以图1B中的侧壁129与开口122为例，进一步说明本发明一实施例。侧壁129在垂直于此基板100的一方向A上具有至少一波形(wave)部分；图2中的波形部分具有接近开口122的波峰P与远离开口122的波谷B，而每一波谷B可视为一内凹(concave)部分。波谷B较佳是为横向水平内凹，约略平行于基板。值得一提的是，本发明并不欲限定波谷/内凹部分的数目，较佳地为在侧壁上具有多个波谷或内凹部分，但仅有一个波谷/内凹部分的黑矩阵侧壁结构，亦在本发明所欲涵盖的范围内。此外，无论是规则或不规则、对称或非对称的波形部分，都在本发明所欲涵盖的范围内。

图3以图1B中的侧壁129与开口122为例，进一步说明本发明另一实施例。侧壁129定义出开口122。开口122在距离基板100第一高度H1时，具有第一宽度W1，而在距离基板100第二高度H2时，具有第二宽度W2。如图3所示，在开口122的结构中，必可找到至少一组满足条件H2大于H1，而W2小于W1的(H1，W1)与(H2，W2)。在一较佳实施例中，W1为此开口所具有的最大宽度，而W2为此开口所具有的最小宽度。值得一提的是，只要能满足上述(H1，W1)与(H2，W2)的条件，本发明并不欲限定侧壁129为一特定形状，侧壁在垂直于此基板的一方向A上可具有一连续变化的曲率，或是为不连续的直线或曲线，都在本发明所欲涵盖的范围内。

在形成如图2或图3所示的侧壁129后，利用喷头(未图示)而滴入色料至图2或图3所示的开口122。相对于公知平滑的侧壁结构，图2与图3的侧壁129，因不平坦结构破坏表面能的连续性，因而降低侧壁面的疏水性，因此喷入开口122的色料较不易因疏水造成未填满区域而产生露光缺陷，另一方面，因侧壁129的凹结构可缓冲喷墨工序时高速吐出的墨滴于像素区域内横向扩张的速度，进而减少色料越过黑矩阵120而外逸。最后，再固化色料，以产生均匀的色料薄膜。在本实施例中，固化步骤使用干燥工序，使得色料由液态转化为固态，而在其它实施例中，固化步骤亦可以视色料性质的不同而使用不同的方式。

图4进一步显示一种依照本发明实施例的方法流程图，并配合图1A、图1B、图2与图3，以便使本发明的精神得以更容易被理解。此方法开始于步骤400，提供一基板100，此基板100具有像素区域102、104、106。在步骤402中，形成一黑矩阵120于基板100上，且黑矩阵120具有开口122、124、126以暴露出像素区域102、104、106，其中黑矩阵120的侧壁129定义出开口122。

步骤404中，在垂直于基板100的一方向A上，形成侧壁129的至少一波形(wave)部分；此波形部分具有多个接近开口122的波峰P与远离开口122的波谷B，而波谷B可视为一内凹(concave)部分。步骤406中，填充一滤光层于此开口之中。

在另一实施例中，在步骤402后，进行至步骤414：形成侧壁129；侧壁129定义出开口122。开口122在距离基板100第一高度H1时，具有第一宽度W1，而在距离基板100第二高度H2时，具有第二宽度W2。如图3所示，在开口122的结构中，必可找到至少一组满足条件H2大于H1，且W2小于W1的(H1，W1)与(H2，W2)。在步骤414后，再回到步骤406中，填充一滤光层于开口122之中。

上述的实施例用以描述本发明，然而本发明技术仍可有许多修改与变化。因此，本发明并不限于以上特定实施例的描述，本发明要求保护的范围欲包含所有此类修改与变化，以能真正符合本发明的精神与范围。

Claims

1.一种彩色滤光片，其特征在于，包含：

一基板，该基板具有至少一像素区域；

一黑矩阵，该黑矩阵位于该基板上，且该黑矩阵至少具有一开口以暴露出该像素区域，其中，该开口的一侧壁在垂直于该基板的一方向上具有多个横向水平内凹部分；以及

一滤光层，填充于该开口之中。

2.一种液晶显示装置，其特征在于，至少包含：

一彩色滤光片，该彩色滤光片包含：

一基板，该基板具有至少一像素区域；

一黑矩阵，该黑矩阵位于该基板上，且该黑矩阵至少具有一开口以暴露出该像素区域，其中，该开口的一侧壁在垂直于该基板的一方向上具有多个横向水平内凹部分；

一滤光层，填充于该开口之中；

一对向基板；以及

一液晶层，设置于该彩色滤光片与该对向基板之间。

3.一种制作一彩色滤光片的方法，其特征在于，包含：

a)提供一基板，该基板具有至少一像素区域；

b)形成一黑矩阵于该基板上，且该黑矩阵至少具有一开口以暴露出该像素区域；

c)在垂直于该基板的一方向上，于该开口的一侧壁上形成多个横向水平内凹部分；以及

d)填充一滤光层于该开口之中。