CN100533183C - 彩色滤光片与其制造方法及使用彩色滤光片之液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明之目的在于准确及容易地制造彩色滤光片。一种制造彩色滤光片的方法。此方法包含：一第一步骤，其系藉由微影术在一基层1上之图案中形成一用于形成一遮光层之第一肋状件220，及一高度小于第一肋状件220之第二肋状件230；一形成一段差形成层4之第二步骤，其系藉由喷墨技术将透光材料滴入由第一及第二肋状件220、230界定之区域中；及一形成一著色层之第三步骤，其系在形成该段差形成层4后藉由喷墨技术将光著色材料5滴入由第一肋状件220界定之区域中。

Description

彩色滤光片与其制造方法及使用彩色滤光片之液晶显示装置

【技术领域】

本发明关于彩色滤光片及使用其之显示装置。本发明亦有关其制造方法。本发明尤其系关于一种适合半穿透型液晶显示装置之彩色滤光片，其具有用于各像素或各预定单元显示区域之一透射区域及一反射区域，及关于彩色滤光片的制造方法。

【背景技术】

习知已有处理第一光线及第二光线的彩色滤光片。第一光线具有单向光路径，其中来自彩色滤光片一主表面侧的入射光仅穿过滤光片一次以具有彩色且被导引到其他主表面侧。第二光线具有双向光路径，其中来自彩色滤光片其他主表面侧的入射光穿过滤光片以具有彩色，且已透射之光线系藉由装置在一主表面侧上之光反射元件或其类似者而反射，以再次进入光片且穿过以具有彩色，且返回其他主表面侧。此彩色滤光片系用于所谓半穿透型液晶显示装置，其依据欲显示之影像应用光调变至来自前侧之外部光入射，且同时反射且引导该光到前侧及同样依据欲显示之影像同时应用光调变到来自后侧之背光系统的入射光，且同时使此光穿过且导引到相同的前侧。当操作环境明亮时，此型液晶显示装置主要使用外部光(周围光)有效地显示影像(反射模式)，且当操作环境暗时，主要使用背光系统的自发光(透射模式)。

此一半穿透型液晶显示装置系揭示于非专利文献1等中。在此装置中，各像素电极被分成一反射区域及一透射区域。反射区域系一由涂布在具有不均匀表面之丙烯酸树脂上的铝所制成之反射电极部分，而透射区域系一由具有平坦表面的ITO(氧化铟锡)制成之透明电极部分。再者，透射区域系置于一矩形像素区域的中心，且具有实质上类似该像素区域之矩形，而反射区域系像素区域除该矩形透射区域外的部分，且具有围住此矩形透射区域之形状。此像素结构等系旨于改进辨视性。

然而，在此已知液晶显示装置中，尽管此等区域系在相同像素区域中，透射区域及反射区域所显示之彩色的色纯度不同。此系由于来自背光系统之光及具有不同光路径之外部光系以相同方式著色之事实，其导致在显示萤幕上所显示之彩色的品质退化。

一种用以解决此一问题之发明的专利申请案系由与本申请案相同申请人所申请的专利文献1。根据此文献的彩色滤光片，其针对各像素使具有单向光路径之第一光著色，且使具有双向光路径的第二光著色，且其包括一用于使第一光著色之第一著色部分以及使第二光著色之第二著色部分，该第一及第二著色部分厚度不同。此外，针对各像素使具有单向光路径之第一光著色且使具有双向光路径的第二光著色之彩色滤光片系配置成包含：一段差形成层，其可藉由一基层支撑且系由一透光材料制成，该透光材料经图案化以在一像素中形成至少一凹面区段，该凹面区段具有一对应于传送第一光之区域的预定形状之底面，及一预定高度之壁面；及一著色层，其系沉积在该段差形成层及用于著色第一及第二光之凹面区段上。

根据此，由于第一著色部分及著色层在底面之区域中的该部分，可制成厚于其他区域中之著色层(第二著色部分)，其可在具有单向光路径之第一光(即仅能进行一次著色效果之第一光)上具有相对较大的著色效果，且在具有双向光路径之第二光(即，可进行二次著色效果之第二光)上具有相对较小的著色效果。此使得可用均匀之色纯度在一像素内重制第一光及第二光的彩色，且从而改进萤幕上之彩色显示的品质。

[非专利文献1]

M.Kubo等人之「在任何周围光强度下皆具良好辨视性的先进TFT之发展(Development of Advanced TFT with Good Legibility underAny Intensity of Ambient Light)」，IDW′99，Proceedings of TheSixth International Display Workshops，AMD3-4，第183至186页，1999年12月1日，由ITE及SID赞助。

[专利文献1]

日本专利申请案特许公开第2003-84122号(特别参见图3及申请专利范围，及段落[0009]、[0010]及[0030]至[0039])。

【发明内容】

技术问题

上述先前技术之主要目的在于提出一种用于在像素中建立色彩平衡之结构，且不明确揭示如何简单制造具有此一结构之彩色滤光片。此外，尽管事实上实现色彩平衡之像素结构更复杂且制程更复杂，但其不曾自实际成本及产出率等的观点提出简化制程的考虑。

另一方面，根据微影术来实行制程已成为主流，其系用于在彩色滤光片中图案化黑矩阵及将红(R)、绿(G)、蓝(B)之部分著色成为原色。此系因为此一黑矩阵及著色部分具有很精细的形状，且尤其系用作可携式装置(例如行动电话)之显示面板的彩色滤光片的形状需要极高精度。然而，使用微影术的制造需要许多制程及光罩，及在简化全部制程时牵涉到缺点。

(目的)

本发明系鉴于上述情况执行且其目的在于提供一种制造方法，其中可易于制造具有已知结构的彩色滤光片，且藉由该制造方法提供一种彩色滤光片。

本发明的另一目的在于提供一种制造方法，其中适合一针对各像素或各预定单元显示区域设有一透射区域及一反射区域之半穿透型液晶显示装置的彩色滤光片，能够在较少制程中及较低成本下制造；及提供一种藉由该制造方法制造之彩色滤光片。

本发明另一目的在于提供一种能减少制造成本且提供高产出率之彩色滤光片制造方法，及提供由该制造方法制成之彩色滤光片。

此外，本发明另一目的在于提供一种适于使用达到上述目的之彩色滤光片的液晶显示装置。

技术解决方案

为达到上述目的，本发明一第一方面系一种制造彩色滤光片的方法，其包含：一第一步骤，其系藉由微影术在基层上或上方之图案中形成一第一肋状件，及一高度小于第一肋状件之第二肋状件；一第二步骤，其藉由喷墨技术将透光材料滴入由第一及第二肋状件界定之区域中而形成一段差形成层；及一第三步骤，其在形成该段差形成层后藉由喷墨技术将光著色材料滴入由第一肋状件界定之区域中而形成一著色层。

藉由如此进行，段差形成层及著色层系藉由喷墨技术形成，且因此简化全部制程。此外，最初产生的第一及第二肋状件作为屏障，防止由喷墨滴下的材料流出肋状件，且因此喷墨的滴下操作不需要极高精确度，且其仍然可能精确地图案化段差形成层及著色层以成为需求形状。

此方面可进一步包含：一先前步骤，其系在第一步骤前沉积一遮光材料于基层上；及一蚀刻步骤，其系在第一步骤后藉由应用一蚀刻制程于遮光材料，该遮光材料使用第一及第二肋状件作为光罩而在第一及第二肋状件下形成一遮光层。此允许遮光层及肋状件以一相当普通的材料形成。

此外，可在第一步骤中以使用半色调光罩的微影术在相同制程中形成第一及第二肋状件。此允许同时形成第一及第二肋状件且进一步简化制程。

再者，由第一及第二肋状件界定而可将透光材料滴入其之区域，该等区域系在基层之主表面上配置成直线形式以形成复数个线区域，且在第二步骤中，可使至少一喷墨头沿线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对线区域，而透光材料的滴下系针对各该等线区域执行。此简化滴下操作中喷墨头的移动控制，进一步简化制程及达到有效的制造。此外，由第一肋状件界定而可将光著色材料滴入其之区域，该等区域可在基层之主表面上配置成直线形式以形成复数个线区域，且在第三步骤中，可使至少一喷墨头沿线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对线区域，而光著色材料的滴下系针对各该等线区域执行，其进一步简化该控制。

为达到上述目的，本发明之第二方面系一种制造彩色滤光片的方法，其包含：一第一步骤，该步骤藉由微影术在基层上或上方之图案中形成一透光段差形成层，其包括一形成一像素边界之第一部分及一高度小于第一部分之第二部分；及一第二步骤，其在形成段差形成层后藉由喷墨技术将光著色材料滴入由第一部分界定之区域中而形成一著色层。

此方法亦根据喷墨技术形成段差形成层及著色层，且因此简化全部制程，其中最初产生段差形成层作为屏障而防止由喷墨滴下的材料流出该层的外缘。此方面系适于制造一较少黑矩阵的彩色滤光片，同时其与第一方面比较下，可进一步省略一使用喷墨之制程，且进一步简化该制造。

在此方面中，可在第一步骤中以使用半色调光罩的微影术在相同制程中形成第一及第二部分，或由第一部分界定而可将透光材料滴入其之区域可在基层之主表面上配置成直线形式以形成复数个线区域；且在第二步骤中，可使至少一喷墨头沿线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对线区域，而光著色材料的滴下系针对各该等线区域执行。其等之优点系与第一方面中所述的该等相同。

本发明的另一方面系一种彩色滤光片，其包含：一透光基层；设置在基层上之图案中的一第一肋状件及一第二肋状件，该第二肋状件高度小于第一肋状件；一透光段差形成层，其系形成在由第一及第二肋状件界定之区域；及一著色层，其系形成在由第一肋状件界定的区域中。在此，对应的遮光层可形成在第一及第二肋状件下。或者是一种彩色滤光片，其包含：一透光基层；一透光段差形成层，其包括设置在基层上之图案中的第一部分及第二部分，第一部分形成像素边界，第二部分之高度小于第一部分；及一著色层，其系形成在由第一部分界定的区域中。此等提供用于引入第一及第二方面的个别优点的结构。

本发明另一方面系一种使用上述各方面之结果的彩色滤光片之液晶显示装置，其中该彩色滤光片系设置在液晶显示装置之一基板上；其他基板系设有包含一透射电极部分及一反射电极部分之像素电极；及一在彩色滤光片中之段差形成层的区域系对准反射电极部分，且在彩色滤光片中之其他区域系对准该透射电极部分。此提供一种具有上述各种优点之装置。

较佳的是，上述透光材料不是在最小需要下之普通著色材料，且更明确言之，系透明或非著色材料。依此方法之优点在于形成该段差形成层后，具有不同厚度之著色层可藉由仅执行一次初始采用之著色材料的滴下制程而形成。

【附图说明】

图1大体上显示在根据本发明一具体实施例之彩色滤光片制造方法的步骤中之彩色滤光片结构的断面图。

图2系图1(C)之步骤中的彩色滤光片之概要平面图。

图3系图1(D)之步骤中的彩色滤光片之概要平面图。

图4系图1(E)之步骤中的彩色滤光片之概要平面图。

图5系显示介于其中形成不同肋状件之一基板及一喷墨头间的关系之概要透视图。

图6系显示用于在喷墨头上执行位移控制之一般结构的方块图。

图7显示根据本发明的一修改之图解。

图8系显示根据本发明一具体实施例的一具有液晶显示装置之像素电极的结构之面板组合及一设有彩色滤光片的基板的构造之断面图。

图9大体上显示在根据本发明其他具体实施例之彩色滤光片制造方法的步骤中之彩色滤光片结构的断面图。

图10大体上显示在根据本发明另一具体实施例之彩色滤光片制造方法的步骤中之彩色滤光片结构的断面图。

图11系图10(C)之步骤中的彩色滤光片之概要平面图。

图12系图10(D)之步骤中的彩色滤光片之概要平面图。

【具体实施方式】

最佳模式

现在参考附图，将藉由具体实施例更详细描述包括上述方面及更多方面的本发明实作模式。

[具体实施例1]

图1显示在根据本发明一具体实施例之彩色滤光片制造方法的步骤中之彩色滤光片结构的概要断面图。

在此制造方法中，首先制备玻璃基板1作为基层然后进行诸如清洁的必要制程，而后将一用于形成黑矩阵(或黑光罩)作为遮光层之材料2沉积在玻璃基板1上。图1(A)中显示此情况。一透明或透光合成树脂基板等可取代玻璃基板1。材料2系从适于此具体实施例的制造方法所属之微影术或彩色光阻方法的材料类型中选出，其中系使用藉由扩散极微颜料(在此系黑色颜料)于感光树脂中所获得之彩色光阻材料。更明确言之，可使用丙烯酸基黑光阻或其类似者。将材料2沉积在基板1上可藉由狭缝涂布、喷溅或各种印刷方法等执行。在此沉积后，基板系透过所谓预烘烤制程加热到70(C至100(C约1至3分钟，以硬化或稳定材料2。

接著，将光罩3从材料2上覆盖在基板上，且施行一曝光制程。图1(B)显示此情况。光罩3系所谓半色调光罩且经图案化以具有三种型式的部分，在此范例中，其中第一者系使用在曝光过程中几乎完全遮蔽光之部分31，而第二者系一透过其光几乎完全通过之部分32。第三部分33使光以约50％的预定中间透射率通过，在此具体实施例系10％至30％。当光系透过此一光罩3施加至材料2上时，材料2系对应于第一部分31至第三部分33而感光，光罩3的图案被转移至材料2，其造成材料2变成材料特征局部改变的一层20。在层20中，形成分别对应光罩3的第一部分31、第二部分32及第三部分33之部分21、部分22及部分23。

其次，显影制程系以预定显影溶液实行，接著为诸如热处理之固定制程，因而移除层20的整个第一部分21，且保留第三部分23近似该一半高度且移除其他部份。第二部分22已以光充分地照射，以致对于显影剂而言变得抗溶解，所以仍然实质上保持初始层20的相同高度。结果，如图1(C)中显示，由材料2形成的肋状件220、230系图案化以具有两种类型的高度。一与图(C)对应的平面图显示在图2中。

第一肋状件220形成黑矩阵，且由肋状件220包围的区域对应于此范例中各原色红(R)、绿(G)及蓝(B)之像素区域。如图2中显示，由肋状件220界定的像素区域系矩形，且在图式中的所有垂直对准像素区域系用于相同原色。第二肋状件230系形成在此一像素区域内部，且在此具体实施例中第二肋状件230图案化之形式，系使得各像素区域皆被分成上和下部分且肋状件230在水平方向中穿过像素区域中间。

在第一及第二肋状件220、230系透过根据微影术之制程如此形成后，制程到达图1(D)中显示的下一步骤，其中会执行使用喷墨方法形成段差形成层的制程。此制程系藉由从喷墨头(描述于后)喷射一用于形成段差形成层之透明液体墨水材料4，且使其滴入由第一肋状件220及第二肋状件230界定的区域中而实行。更明确言之，喷墨头之喷出口系面对一直线或线区域形式之纵向区域(以下称为「列区域」)231，其系藉著肋状件220、230所界定之个别区域形成，该已界定区域排列在水平方向中(如图2中单点虚线所示)，且墨水材料4系在使该头件沿该列区域一纵向延伸方向x(图2左至右方向)移动之同时喷出，且墨水材料4系依此方式连续地滴入列区域，以例如从左到右绘出一直线。当仅使用此一头件时，头件的移动系受到控制，使得墨水材料系自彩色滤光片一主表面上之上方列区域231向下方列区域231顺序地逐一滴入列区域中。较佳的是设置复数个头件且使墨水材料同时滴入复数个列区域以实现有效的制造。在喷墨方法中，相当易于采用多头件之组态，其在此一案例中系较方便。图3显示墨水材料4如何滴入各列区域231中且可看出墨水材料4系依此方式形成水平直线状，以与肋状件220的一些部分重叠，纵向延伸且连续地跳过该等部分。

从图3中可见到墨水材料4系以稍微地突出肋状件上下边缘的形式沉积，但在滴入随后之此突出(在滴入随后之墨水材料系用图1(D)中的参考数字4′描述)在某种程度上可加以忽视。此系因为墨水材料4′系置于热处理等，且在后续步骤中会收缩，且因而最后可能变形，即，安置大部分墨水材料4′成为实质上与肋状件230相同高度之需求形状，且黏著于肋状件顶部的墨水材料亦变得充分地薄，使得黏著的墨水厚度被抑制至不发生问题的程度。此突出及收缩的程度能使用各种墨水材料特征及滴入参数最佳化。

对于墨水材料4，可使用一呈现稳定流动性而不堵塞喷墨头喷嘴的材料。在此具体实施例中，段差形成层系依上述喷墨方法形成，及因此其具有无须感光材料之特点，且与微影术中之习知制程不同，其具有不浪费层材料之优点。

在段差形成层已形成后，制程达到一如图1(E)中所示最后阶段中的步骤，以执行使用喷墨方法形成的著色层之制程。此制程系藉由自喷墨头喷射一用于形成著色层之R、G、B中任一者的光著色液体墨水材料5，且使其滴入由第一肋状件220界定的区域中而实行。更明确言之，喷墨头之喷出口系面向一依直线或线区域形式之纵向区域(以下称为「行区域」)221，其系由肋状件220所界定之个别区域形成，该已界定区域系垂直地排列，如图3中单点虚线所示，而墨水材料5系在使该头件沿该行区域一纵向延伸方向y(图3之垂直方向)移动之同时喷出，且墨水材料5系依此方式连续地滴入行区域中，以描述例如从顶部到底部之一直线。当仅使用此一头件时，头件的移动系受到控制，使得墨水材料系自彩色滤光片一主表面上之左行区域221向右行区域221顺序地逐一滴入行区域中。图4显示如何使红(R)的墨水材料5滴入一行区域221中，且可见到墨水材料5形成直线形状之方式系与肋状件220及肋状件230的一些水平延伸部分重叠且连续地跳过此等部分。在滴入后，墨水材料5系置于热处理用于如同墨水材料4般稳定化。

藉由实行上述喷墨制程及墨水材料5的热处理，当一与欲处理的彩色对应之材料系用作各彩色R、G、B之材料5时，可根据墨水材料5完成所有著色层。至于图1(E)所示的结构，其进一步可能在著色层上形成一透明或透光保护层且覆盖其。此使其可获得一更强且更可靠的彩色滤光片。

图4显示墨水材料5沉积稍微地突出肋状件之左和右缘，但在上述墨水材料4之情况下，墨水材料5之此突出(在滴入随后之墨水材料系用图1(E)中的参考数字5′描述)及收缩之程度上可最佳化以安置墨水材料5成为最后需求形状。

墨水材料5的特定材料亦需要与墨水材料4类似的条件，但与墨水材料4不同的是其最终必须具有一光著色特征以形成一著色层。由于此一原因，一与颜料或染色粒子(例如，R、G或B原色)混合之材料系用于墨水材料5，且因此应提供特定考虑(如，粒子直径)使得此等混合物质不会在喷墨头件之喷嘴(或喷出口)中堵塞。为简单地避免此考虑，较佳系使用原色之高流动性染料用作墨水材料5。

如图1(E)中显示，最后依此方法产生的彩色滤光片具有一处理对应于段差形成层4的上述第二光之反射区域3r及一透射区域3t，其系除反射区域3r外之区域且可处理第一光。再者，彩色滤光片具有一形式，其中R、G、B原色之矩形著色部分依顺序地重覆配置，且可配合对应于x方向之应用装置的显示萤幕之垂直方向使用。

为更明确描述喷墨装置的组态及喷墨头的移动之控制，首先参考图5。

图5系显示介于其中形成肋状件220、230之基板及喷墨头间之关系的概要透视图。在此图式中，喷墨头6主要系由设有一弹性部分之圆柱体61及一设置在该弹性部分上的压电元件62组成。一开口63系形成在圆柱体61末端成为喷出口，因此来自设置在圆柱体61内墨水室的墨水液体系从此开口63喷射。喷射机构系主要根据藉由压电元件62到达墨水室之压力，其本身系众所周知，所以在此将不详述。此具体实施例采用根据一压电转换系统之组态，但其亦可采用其他诸如一热转换系统或静电吸引系统或连续系统类型组态的需求型组态。此等系统的详细描述系揭示在「喷墨印表机技术及材料(Ink-Jet PrinterTechnique and Material)」(Takeshi Amari主编，由CMC Publishing公司出版，初版系在1998年7月31日发行)等之书中，且已引用此等文献。

头件6系放置使得其喷出口63面对墨水材料所滴入之表面，且墨水材料4系如上述滴至列区域231，其中使头件沿区域231的纵向延伸方向x移动，而墨水材料5如上述滴到行区域221，其中使头件沿区域221之纵向延伸方向y移动。附带地，可针对欲滴入之各材料改变欲使用之喷墨头，或改变欲施加之墨水材料且使用单一喷墨头。

图6显示用于在x及y方向中执行包括对头件6的移动控制之位移控制的一般性组态。

在此图中，头件6不仅设有已描述之压电元件62而且有用于控制头件6之倾斜之转换器64；及一滑件系统65，用于在x及y方向中执行整个头件6在基板主表面上之直线移动。一适合压电元件62的控制信号系由一喷墨控制电路7产生，且压电元件62依据控制信号视需要执行例如弯曲、膨胀及收缩、扭曲移动，以使墨水室变形。适合转换器64之控制信号系由头件倾斜控制电路8产生，且转换器64驱动头件6以根据控制信号改变头件6从中立位置之倾斜(方向性)。适合滑件系统65之控制信号系由头件滑动控制电路9产生，且滑件系统65根据控制信号在x及y方向中线性地移动头件6。

头件6系进一步配备有回授构件，用于控制为头件的位置及方向性，且系因此设有一附接至头件6的雷射二极体；一用于传送已发射雷射束之分光器；一物镜，其系用于将已传送之光束聚光朝向喷射目标表面；及一光二极体，其接收藉由在喷射目标表面上反射且穿过物镜及分光器之光所产生的返回光。光二极体的光接收输出系供应至比较器的一输入且参考信号ref系供应至比较器的其他输入。来自物镜的光束输出系施加在例如肋状件220上，且当头件6系正确地定向及正确定位时，来自肋状件220及在光二极体处接收之返回光的量系足够小，且否则已接收光量会由于光从基板1之表面等反射而增加。因此，对应于头件6的位置及方向之返回光系由光二极体侦测到。比较器将此侦测输出与参考信号ref的值比较，且产生一指示有关参考信号ref之比较结果的误差侦测信号。当前者大于后者时产生的误差侦测信号指示头件6系偏离适当的方位及位置，且头件倾斜控制电路8及头件滑动控制电路9根据或基于误差侦测信号施行控制，以校正方位及位置。基于此一组态，可校正头件6的倾斜及位置，因此在头件6在x及y方向中移动用于滴下操作时，头件6不会偏离需求的滴下状态。

在此具体实施例中，在头件6之滴入操作期间，肋状件220及230停止已滴下之液体及防止已滴下液体离开滴下之区域及空间，故此具体实施例之优点在于即使当于x方向中移动头件6期间，y方向中之定位精度及/或在y方向中移动头件6期间之x方向中之定位精度较低时，亦可形成需求形状之段差形成层及著色层。因此，可仅透过喷墨装置中该头件之自发性定位控制(只要该控制系适当的)，精确地形成需求形状的段差形成层及著色层，无须采用如图6所示具有施加至该位置及倾斜控制之回授的完整组态。

在此具体实施例中，实质上像素区域的下半系被指定为段差形成层的区域，但段差形成层之区域能够依各种方法修改。其亦可在像素区域之上方部分或左或右侧部分中。当肋状件230系垂直地配置以在左或右侧上以形成段差形成层的区域时，肋状件组成系配置如图7中显示，且头件6可仅在兼用于段差形成层及著色层的滴下操作期间于Y方向中移动。此使得控制头件6之控制更简单，其最后对于制造步骤的进一步简化系具有贡献。

在上述具体实施例中，肋状件230系由与肋状件220相同的材料形成，且因此肋状件230亦可具有黑矩阵般的功能。此将参考图8更明确地解释。

图8显示在上述非专利文献中所示之液晶显示装置的像素电极之基本结构及根据此具体实施例之彩色滤光片组成基板。彩色滤光片组成基板的玻璃基板1系置于显示装置的前侧上，且一设有像素电极200之后基板100与玻璃基板1结合之方式系使得其面向基板1，且将一液晶层(未显示)夹置在其间以形成面板组合。像素电极200被分成透明电极部分2t及反射电极部分2r，且透明电极部分2t系形成在一绝缘膜101上，其系一形成在基板100上之基本层；且反射电极部分2r系形成在额外形成于绝缘膜101上之树脂层102上。因为由树脂层102形成之段差，反射电极部分2r系比透明电极部分2t定位于该组合之更内部，使得在像素区域3P之反射区域3r中的液晶层厚度实质上系在透射区域3t中的液晶层厚度之一半，以吸收在液晶层及其他必要光层中反射光Lr之光路径，与在其内透射光Lt之光路径间之差。反射电极部分2r系由光反射金属制成且其表面被粗糙化以散射反射光Lr。

彩色滤光片中之段差形成层4的区域系对准反射电极部分2r，且其他区域系与透明电极部分2t对准。

在此一组态中，转变区域3rt系存在于反射区域3r及透射区域3t间，其中形成反射电极部分2r的金属材料之倾斜部分2r1，及一高度实质上与透明电极部分2t相同之金属材料部分2r2系形成在转变区域3rt中。此等部分2r1、2r2亦反射入射光，但反射光与上述该等光路径皆不一致，且没有结构用于补偿在此转变区域3rt之区段内的光路径中之差异。因此，此转变区域3rt之像素电极部分2r1、2r2在反射区域3r及透射区域3t之规格上产生不适当的反射光，例如造成已显示影像的对比之减少。

反之，此具体实施例可使用肋状件230遮蔽此不适当的反射光。肋状件230能承载增加至肋状件220之初始黑光罩的所谓第二黑光罩。

此具体实施例使用半色调光罩3同时形成肋状件230及肋状件220，但其亦可使用绕射光罩或具有类似功能的类似物。再者，此具体实施例在使用相同材料的相同步骤中使用半色调光罩3以形成肋状件230及肋状件220，但其亦可针对各肋状件在微影术中实行步骤，且单独地形成肋状件230及肋状件220。此一模式亦提供且明确指出本发明之优点在于段差形成层4及著色层5可简单地以喷墨技术形成，无须任何光罩。

[具体实施例2]

其次，将参考图9描述本发明另一具体实施例。此制造方法可说是上述具体实施例1之修改范例，且在此再次制备一玻璃基板1及执行诸如清洁的必要过程。然而，在此具体实施例中，不使用肋状件形成黑矩阵，而是在玻璃基板1上沉积一用于形成肋状件旁之黑矩阵的材料BMo。图9(A)中显示此情况。即，黑矩阵系使用习知广泛地用于黑矩阵而非遮光肋状件之铬(Cr)或氧化铬(CrO)而形成。

其次，将用于形成段差形成层的材料2沉积在材料BMo上(图9(B))。材料2不限于遮光材料且可为透光材料，但在此系选择一种适合微影术或彩色光阻方法的材料。

接著，光罩3系从材料2上覆盖在基板上，应用一曝光制程(图9(C))，一显影制程系实行如同前面具体实施例的情况，且图案化如图9(D)中显示的肋状件220、230。

在肋状件220、230形成后，使用肋状件220、230之图案作为光罩，应用使用预定蚀刻剂之蚀刻制程于材料BMo。藉由此方法，仅正好在肋状件220、230下的材料BMo保持如图9(E)中所显示，且一具有需求遮光效应之黑矩阵BM系在肋状件220、230下图案化。无疑的，材料2系需要能针对在此使用的蚀刻剂具有抗腐蚀性。

此后，如图9(F)、(G)中显示之具体实施例1的情况，形成段差形成层及著色层的制程系依喷墨方法实行。

根据此具体实施例，增加了形成黑矩阵BM的步骤，但其有利方面系在于能将相当普通之材料用于黑矩阵及肋状件。再者，此增加步骤亦充分利用肋状件220、230作为蚀刻光罩，且因此可使制造成本之增加减到最少。

[具体实施例3]

其次，将参考图10所述的本发明的进一步具体实施例。

同样在此制造方法中，首先系制备一玻璃基板1且实行诸如清洁的必要制程，但在此具体实施例中，一用以基于透明或透光材料形成分割层(段差形成层)而非黑矩阵的材料2′系沉积在玻璃基板1上。此情况显示在图10(A)中。玻璃基板1可由一透明或透光合成树脂基板等取代。至于材料2′，从适用于此具体实施例的制造方法所属之微影术或彩色光阻(该彩色光阻即使在制程过后仍保持透明性)方法的材料类型中选出。更明确言之，可例如使用丙烯酸基透光感光树脂。材料2′系以与上述材料2相同的方法沉积在基板1上。

接著，光罩3′系从材料2′上覆盖在基板上且实行曝光制程。图10(B)显示此情况。光罩3′系分成三类型之部分；完全遮光部分31′、完全透光部分32′及中度透光部分33′。当使用此光罩3′执行曝光制程时，对应的部分21′、22′及23′系形成在材料2′中。

然后，当一显影制程系于如前面具体实施例之相同方法中实行时，一由材料2′形成且具有二类型高度的肋状件240系如图10显示般图案化。与此图(C)对应的平面图系显示在图11中。

如上述，材料2′系一保持透光性的材料，因而此肋状件240不形成任何黑矩阵。然而，如图11中显示，一像素区域系由此肋状件的最高的部分24a界定，且像素区域内的一段差系由中间高度的部分24b界定。在此范例中，肋状件240的中间部分之图案化方式，系整平各像素区域的下半。

在透明肋状件240形成后，制程到达如图10(D)中所示之最后阶段中的步骤，且执行以喷墨方法形成著色层之制程。此制程系藉由自喷墨头喷射一用于形成著色层之R、G、B中任一者的光著色液体墨水材料5，且使其滴入由肋状件240之最大高度的部分所界定之区域中而实现。更明确言之，使喷墨头之喷出口系面向一线性纵向区域(以下称为「行区域」)241，其系由肋状件240之最大高度部分所界定之个别区域形成，该等区域系在垂直方向中排列，如图11中单点虚线所示，且墨水材料5系在使该头件沿该行区域一纵向延伸方向y(图11之垂直方向)移动之同时喷出，且墨水材料5系连续地滴入行区域中，以例如从顶部到底部绘出一直线。图12显示其中红色(R)的墨水材料5系滴入行区域241中之一的情况，其中墨水材料5系线性地形成以与肋状件240的水平延伸部分重叠且依序地跳过此部分，以用材料5填充像素区域。在墨水材料5滴入后，用于稳定作用之热处理系如具体实施例1中用于墨水材料4之相同方法执行。

藉由针对各彩色R、G、B使用对应于欲处理之彩色的材料成为墨水材料5，而应用上述喷墨制程及墨水材料5的热处理，可使用墨水材料5完成所有著色层。亦可参考图10(D)所示结构在著色层上形成一透明保护层以覆盖该层。此使得可获得更强及更可靠的彩色滤光片。此具体实施例中墨水材料5突出肋状件之问题亦可依具体实施例1中所述的相同方法处理。

此具体实施例具有简化所谓少黑矩阵彩色滤光片的制造之优点。与具体实施例1比较，甚至可省略形成墨水材料层4之制程且仅需要根据喷墨的单一制程。当使用不具有黑矩阵的彩色滤光片时，可视需要在面板组合的其他组件中形成黑矩阵或功能等于黑矩阵之结构。

在此具体实施例中，第一及第二部分24a、24b系在与使用半色调光罩3的相同制程中由相同材料形成，但亦可使用一微影术针对各部分实行步骤且单独地形成个别部分。此一模式亦能产生本发明特定之优点，其可依喷墨技术简单地形成著色层5而无须任何光罩。

如从上述解释明显可见，本发明的具体实施例将在微影术中之图案化制程，与喷墨技术中之图案化制程合并，且从而能简化全部制程。该具体实施例亦允许以高形成精度制造彩色滤光片，即便使用目前对于精细处理(或需要极端昂贵设备等)而言仍具有低精度之喷墨技术。

上述具体实施例已描述用于液晶显示装置的彩色滤光片，但本发明不限于此，且无疑地可将本彩色滤光片应用于任何显示装置，只要该显示装置可使用在此描述的彩色滤光片。再者，明显的是，藉由采用透光肋状件而非具体实施例1中用于肋状件220、230的遮光型肋状件，可获得一种与具体实施例3中类似的少黑矩阵型彩色滤光片。此外，已在以上解释R、G、B条纹状彩色滤光片的范例，但本发明不限于此且本发明亦可应用于诸如镶嵌配置的其他样式。再者，用作肋状件的感光树脂材料业经说明为正型，但无疑地系可为负型。

截至目前为止已描述了本发明的代表具体实施例，但本发明不限于此等具体实施例，且熟习此项技术人士可在随附申请专利范围之范畴内获得各种修改。

【主要元件符号说明】

1         玻璃基板

2         黑矩阵材料

2′       黑矩阵材料

2r        反射电极部分

2r1       倾斜部分

2r2       金属材料部分

2t        透明电极部分

3         光罩/半色调光罩

3′       光罩

3P        像素区域

3t        透射区域

3r        反射区域

3rt       转变区域

4         透明墨水材料/段差形成层

4′       透明墨水材料

5         彩色墨水材料/光著色材料/著色层

6         喷墨头

7         喷墨控制电路

8         头件倾斜控制电路

9         头件滑动控制电路

20        层

21        第一部分

21′      部分

22        第二部分

22′      部分

23        第三部分

23′      部分

24a       最高部分/第一部分

24b       中间高度部分/第二部分

31        第一部分

31′      完全遮光部分

32       第二部分

32′     完全透光部分

33       第三部分

33′     中度透光部分

61       圆柱体

62       压电元件

63       开口/喷出口

64       转换器

65       滑件系统

100      相对之基板

101      绝缘膜

102      树脂层

200      像素电极

220      第一肋状件

221      行区域

230      第二肋状件

231      列区域

240      肋状件

241      行区域

BM       黑矩阵

Claims (12)

1.一种制造一彩色滤光片的方法，该方法包含：

一第一步骤，其系藉由一微影术在一基层上或上方之图案中形成一第一肋状件，及一高度小于该第一肋状件之第二肋状件，该第一及第二肋状件同时形成及同时位于该基层上；

一第二步骤，其系藉由喷墨技术将一透光材料滴入由该第一及第二肋状件界定之一区域中，而形成一段差形成层；及

一第三步骤，其系在形成该段差形成层后藉由喷墨技术将一光著色材料滴入由该第一肋状件界定之一区域中而形成一著色层。

2.如请求项1之方法，其进一步包括：

一先行步骤，其系在该第一步骤前将一遮光材料沉积于该基层上；及

一蚀刻步骤，其系在该第一步骤后藉由使用该第一及第二肋状件作为一光罩以对该遮光材料应用一蚀刻制程，而在该第一及第二肋状件下形成一遮光层。

3.如请求项1或2之方法，其中该第一及第二肋状件系在该第一步骤中使用一半色调光罩的微影术之相同制程中形成。

4.如请求项1或2之方法，其中由该第一及第二肋状件界定而将该透光材料滴入其之区域系以一直线形式配置在该基层之一主表面上以形成复数个线区域，且在该第二步骤中，使至少一喷墨头沿该线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对该线区域，而该透光材料的滴下系针对各该等线区域执行。

5.如请求项1或2之方法，其中由该第一肋状件界定而将该光著色材料滴入其之区域系以一直线形式配置在该基层之一主表面上以形成复数个线区域，且在该第三步骤中，使至少一喷墨头沿该线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对该线区域，而该光著色材料的滴下系针对各该等线区域执行。

6.一种制造一彩色滤光片的方法，该方法包含：

一第一步骤，其系藉由一微影术在一基层上或上方之图案中形成一透光段差形成层，该层包括一形成一像素边界之第一部分及一高度小于该第一部分之第二部分，该第一及第二部分同时形成及同时位于该基层上；及

一第二步骤，其系在形成该段差形成层后藉由喷墨技术将一光著色材料滴入由该第一部分界定之一区域中而形成一著色层。

7.如请求项6之方法，其中该第一及第二部分系在该第一步骤中使用半色调光罩的微影术之相同制程中形成。

8.如请求项6或7之方法，其中由该第一部分界定而将一透光材料滴入其之区域系以一直线形式配置在该基层之一主表面上以形成复数个线区域；且在该第二步骤中，使至少一喷墨头沿该线区域的一纵向延伸方向位移，以其喷出口面对该线区域，而该光著色材料的滴下系针对各该等线区域执行。

9.一种彩色滤光片，其包含：

一透光基层；

一第一肋状件及一第二肋状件，其系依图案设置在该基层上，该第二肋状件之高度小于该第一肋状件，该第一及第二肋状件同时形成及同时位于该基层上；

一透光段差形成层，其系形成在由该第一及第二肋状件界定之一区域中；及

一著色层，其系形成在由该第一肋状件界定的一区域中。

10.如请求项9之彩色滤光片，其中更包括复数个遮光层形成在该第一及第二肋状件下。

11.一种彩色滤光片，其包含：

一透光基层；

一透光段差形成层，其包括依图案分别设置在该基层上的一第一部分及一第二部分，该第一部分形成一像素边界，该第二部分之高度小于该第一部分，该第一及第二部分同时形成及同时位于该基层上；及

一著色层，其系形成在一由该第一部分界定的区域中。

12.一种液晶显示装置，其使用由如请求项1至8中任何一项之方法制造的一彩色滤光片或如请求项9、10或11之一彩色滤光片，其中：

该彩色滤光片系设置在该液晶显示装置之一基板上；

其他基板系设有包含一透射电极部分及一反射电极部分之像素电极；及

一在该彩色滤光片中之该段差形成层的区域系对准该反射电极部分，且在该彩色滤光片中之其他区域系对准该透射电极部分。

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