CN101101346A - 彩色滤光片及其制作方法及一种液晶显示面板 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光片的制作方法，其步骤包括：首先，形成一隔离件于基板上，以在基板上形成多个像素区域。接着，于连续供墨路径上提供一彩色颜料，使得彩色颜料位于多个像素区域的一序列的像素区域内以及隔离件上。上述的方法可避免彩色颜料在像素区域的角落发生未填满的现象。一种彩色滤光片，包括：一基板；一隔离件，配置于该基板上，以在该基板上形成多个像素区域；以及至少一彩色滤光材料，位于该多个像素区域的至少一序列的像素区域内，并且位于至少部分该隔离件上。此外，具有此彩色滤光片的液晶显示面板与制作此彩色滤光片所使用的喷墨装置也被提出。

Description

彩色滤光片及其制作方法及一种液晶显示面板

技术领域

本发明有关于一种显示元件以及其工艺设备与制作方法，且特别是有关于液晶显示面板、彩色滤光片及其制作方法与所应用的喷墨装置。

背景技术

一般液晶显示器的彩色滤光片工艺，是采用三原色的彩色光致抗蚀剂(photo resist)经过三道光刻蚀法(photolithography)工艺，将三个彩色光致抗蚀剂薄膜依序形成于基板上的像素内，而形成彩色滤光片。由于彩色光致抗蚀剂薄膜的形成是将彩色光致抗蚀剂液滴在基板上，接着以旋转的方式均匀的涂布于基板上，因此大部分彩色光致抗蚀剂会在旋转的过程中被浪费掉，而且彩色光致抗蚀剂的价格昂贵，这样的制作方式成本较高。此外，所采用的光刻蚀法工艺，需要使用大量的有机溶剂，有造成环境污染的疑虑。

近来，一种利用喷墨印刷(inkjet printing，IJP)形成彩色滤光片的方法已被发展出来。此制造方法包括下列步骤：首先，于一基板上形成具有多个开口黑矩阵。然后，利用喷墨头将彩色颜料(红色、绿色、蓝色)滴入黑矩阵的开口中。接着，进行一热烘烤工艺(thermal baking process)以将颜料固化，而形成彩色滤光片。由于，喷墨印刷法可于像素内同时喷墨印刷三原色的彩色滤光薄膜，相较于传统彩色滤光片采用的光刻蚀法工艺，可以节省大量的工艺与材料成本，使得喷墨印刷技术具有大面积制造的优势。

一般而言，利用喷墨印刷制作彩色滤光片时，都会希望彩色颜料能够完全滴入像素区域内，以防止彩色颜料溢出或是相互混染的现象发生。因此，现有在像素区域内滴入彩色颜料的方式为，滴入像素区域的第一滴与最后一滴彩色颜料的位置会离像素区域边缘有一段距离。如此一来，当滴入彩色颜料的位置有些微误差时，可避免彩色颜料溢出像素区域而有颜色混染的问题。然而，这样的喷墨印刷方式虽然可以避免彩色颜料溢出或是颜色混染的现象发生，但若是像素区域的亲墨(hydrophile)性不佳或是像素区域太大，将有可能在像素区域的角落发生彩色颜料未填满的现象，进而导致液晶显示面板的色彩饱和度与显示品质不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种彩色滤光片的制作方法，其可避免像素区域的边缘发生未填满的现象。

通过上述的制作方法，本发明另提供一种具有良好品质的彩色滤光片。

本发明更提供一种应用上述的彩色滤光片而可具有较佳的色彩饱和度的液晶显示面板。

本发明又提供一种喷墨装置，可用于前述的彩色滤光片的工艺中，以制作品质良好的彩色滤光片。

为进一步具体描述本发明的内容，在此提出一种彩色滤光片的制作方法。首先，提供一基板并形成一隔离件于基板上，以在基板上形成多个像素区域。接着，在一连续供墨路径上提供一彩色颜料，使得彩色颜料位于多个像素区域的一序列的像素区域内以及至少部分隔离件上。

在本发明的一实施例中，上述的方法可进一步在另一连续供墨路径上提供另一彩色颜料，使得另一彩色颜料位于多个像素区域的另一序列的像素区域内以及至少部分隔离件上。其中，序列的像素区域与另一序列的像素区域例如是彼此相邻。此外，彩色颜料与另一彩色颜料可以是同时或是依序被提供。

在本发明的一实施例中，上述的连续供墨路径为直线路径或曲折路径。

在本发明的一实施例中，提供彩色颜料的方法为通过一喷墨头喷涂彩色颜料于基板上，其实际操作方式例如可选择沿连续供墨路径移动喷墨头、沿连续供墨路径移动基板或是沿连续供墨路径相对移动基板以及喷墨头来喷涂彩色颜料。

在本发明的一实施例中，可更进一步固化彩色颜料，以形成一彩色滤光材料。

在本发明的一实施例中，位于至少部分隔离件上的彩色滤光材料的厚度约大于0微米且小于或等于0.4微米。

在本发明的一实施例中，位于至少部分隔离件上的彩色滤光材料的厚度约为0.3微米。

在本发明的一实施例中，可在形成彩色颜料之后，进一步形成一导电层于基板上。此外，更可在形成彩色颜料之后，并且在形成上述的导电层之前，形成一平坦层于基板上。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光片的制作方法更可在一辅助连续供墨路径上提供彩色颜料，使得彩色颜料位于多个像素区域的序列的像素区域内以及至少部分隔离件上。此辅助连续供墨路径例如是与前述的连续供墨路径并行，以同时提供彩色颜料于同一像素区域内。

本发明提出一种彩色滤光片，其包括基板、隔离件以及至少一彩色滤光材料。其中，隔离件配置于基板上，以形成多个像素区域。彩色滤光材料位于多个像素区域的至少一序列的像素区域内，并且位于至少部分隔离件上。

在本发明的一实施例中，上述的隔离件上的彩色滤光材料的厚度约大于0微米且小于或等于0.4微米。

在本发明的一实施例中，上述的隔离件上的彩色滤光材料的厚度约为0.3微米。

在本发明的一实施例中，上述的至少一彩色滤光材料可以是一红色颜料、一绿色颜料、一蓝色颜料或上述组合。

在本发明的一实施例中，上述的像素区域呈阵列排列或马赛克排列。

在本发明的一实施例中，上述的至少一序列的像素区域呈直线排列或曲折排列。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光片可进一步包括一导电层，位于隔离件与至少一彩色滤光材料上。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光片可进一步包括一平坦层，位于导电层下方且覆盖隔离件与至少一彩色滤光材料。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光片可进一步包括一疏水层，位于隔离件上。

本发明提出一种液晶显示面板，其包括阵列基板、彩色滤光片以及液晶层。彩色滤光片包括基板、隔离件与至少一彩色滤光材料。隔离件配置于基板上，以在基板上形成多个像素区域。至少一彩色滤光材料位于多个像素区域的至少一序列的像素区域内，并且位于至少部分隔离件上。液晶层位于阵列基板以及彩色滤光片之间。

本发明提出一种喷墨装置，其包括第一喷墨头、第二喷墨头以及连接件。其中，第一喷墨头包括一横列的第一喷嘴，第二喷墨头包括一横列的第二喷嘴。横列的第一喷嘴以及横列的第二喷嘴为错位排列。连接件位于第一喷墨头以及第二喷墨头之间，用以连接第一喷墨头以及第二喷墨头。

在本发明的一实施例中，上述的喷墨装置可进一步包括第三喷墨头与另一连接件。第三喷墨头包括一横列的第三喷嘴，且第三喷墨头的第三喷嘴与第二喷墨头的第二喷嘴为错位排列。另一连接件位于第三喷墨头以及第二喷墨头之间，用以连接第三喷墨头以及第二喷墨头。

在本发明的一实施例中，上述的连接件可为一胶体。

本发明的彩色滤光片的制作方法因采用沿连续供墨路径喷涂彩色颜料，可改善现有在像素区域的角落容易发生彩色颜料未填满的现象，进一步提升彩色滤光片的品质与生产良率。

综上所述，在本发明的喷墨装置、液晶显示面板、彩色滤光片及其制造方法包括下列优点：

一、由于彩色颜料的喷涂方式是沿着连续供墨路径，与现有方式相较，像素区域的角落不易发生彩色颜料未填满的现象，可提升彩色滤光片的品质与生产良率。应用上述方法所制作的彩色滤光片的液晶显示面板也具有较佳的色彩饱和度与显示品质。

二、本发明提出的喷墨装置，该喷墨装置的第一喷嘴、第二喷嘴与第三喷嘴的排列方式采用错位排列，并透过连接件固定其相对位置，可依序对序列的像素区域喷涂彩色颜料，有利于大面积像素区域阵列的喷涂，提高生产效率。

附图说明

图1A与1D为本发明的一实施例的制作彩色滤光片示意图。

图2为两个喷嘴同时提供彩色颜料于同一序列的像素区域的示意图。

图3为同时对序列的像素区域与另一序列的像素区域喷涂彩色颜料的示意图。

图4为本发明的一实施例的喷墨装置的示意图。

图5为应用图4的喷墨装置来喷涂彩色颜料的示意图。

图6为本发明的一实施例的彩色滤光片剖面示意图。

图7A与7B为像素区域以阵列排列的示意图。

图7C与7D为像素区域以马赛克排列的示意图。

图8为本发明的一实施例的液晶显示面板示意图。

主要元件符号说明

100、610：基板              120、620：隔离件

122、622、722：像素区域     122r：第一序列的像素区域

122g：第二序列的像素区域    122b：第三序列的像素区域

124、624：疏水层            130：喷墨头

130r：第一喷墨头        130g：第二喷墨头

130b：第三喷墨头        132：喷嘴

132r：第一喷嘴          132g：第二喷嘴

132b：第三喷嘴          140、640：彩色滤光材料

140r：第一彩色颜料      140g：第二彩色颜料

140b：第三彩色颜料      400：喷墨装置

440：连接件             450：另一连接件

600、820：彩色滤光片    630：平坦层

650：导电层             722r：红色子像素区域

722g：绿色子像素区域    722b：蓝色子像素区域

800：液晶显示面板       810：阵列基板

830：液晶层             L1：连续供墨路径

L2：辅助连续供墨路径    Lr：第一连续供墨路径

Lg：第二连续供墨路径    Lb：第三连续供墨路径

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图1A至1D为本发明的一实施例的制作彩色滤光片示意图。首先请参照图1A，提供一基板100，此基板100的材质例如是玻璃等透明的硬质基板。然后，形成一隔离件120于基板100上，以在基板100上形成多个像素区域122。在一实施例中，隔离件120可以是透光率低、反射系数小的材质，如不透光金属薄膜、含有黑色染料的树脂，或是同时使用不透光金属薄膜与含有黑色染料的树脂。

此外，为了防止后续喷涂的彩色颜料溢出或是有相互混染的现象发生，可进一步对隔离件120进行疏水处理。如图1B所示，可对隔离件120的表面以含氟的等离子体进行疏水处理，以在隔离件120的表面形成疏水层124。形成此含氟的等离子体所使用的气体源例如是四氟化碳(CF₄)、六氟化硫(SF₆)或是其它含氟的气体。当然，除了以含氟的等离子体对隔离件表面进行疏水处理外，也可以在形成隔离件120之后，以沉积的方式另外形成一疏水层124于隔离件120上，或是以其它现有的工艺技术来使隔离件120具有疏水特性。

请参照图1C，接着在一连续供墨路径L1上提供一彩色颜料140a，使得彩色颜料140a位于多个像素区域122的一序列的像素区域122内以及隔离件120上。详言之，本实施例是通过移动一喷墨头130将彩色颜料140a沿连续供墨路径L1喷涂于基板100上的多个像素区域122。此外，也可以是移动基板100或是相对移动基板100与喷墨头130来控制喷墨头130与基板100的相对位置，以喷涂彩色颜料140a。

值得一提的是，喷墨头130是沿着连续供墨路径L1提供彩色颜料140a，也就是沿着连续供墨路径L1连续不间断的提供彩色颜料140a，因此在像素区域122与至少部份或全部隔离件120的上方都会有彩色颜料140a残留，如图1C与图1D所示。如此一来，在像素区域122的角落就不容易发生彩色颜料140a未填满的问题。此外，由于喷墨头130经过隔离件120上方时仍继续提供彩色颜料140a，且隔离件120具有疏水特性，所以彩色颜料140a仅会残留部分于隔离件120上，不会造成彩色颜料140a溢出或混色的现象。在一实施例中，可进一步对彩色颜料140a进行固化，以形成彩色滤光材料140于像素区域122中。在本实施例中，位于隔离件120上的彩色滤光材料140的厚度大约是介于0微米至0.4微米之间，而较佳的厚度约为0.3微米。

除了上述采用一个喷嘴提供彩色颜料给一序列的像素区域，也可以采用两个或两个以上的喷嘴同时提供彩色颜料于同一序列的像素区域。图2为举例使用两个喷嘴同时提供彩色颜料于同一序列的像素区域的示意图。请参照图2，在本实施例中，喷墨头130包括两个喷嘴132，两个喷嘴132沿着连续供墨路径L1与辅助连续供墨路径L2，可同时提供彩色颜料140a于同一序列的像素区域122a内以及至少部份隔离件120上。如此一来，当像素区域122a面积过大时，采用两个喷嘴132同时提供彩色颜料140a于同一序列的像素区域122a中，可有效避免在像素区域122a的角落发生彩色颜料140a未填满的问题，并且可以提升生产速率。

除了上述的喷墨方式，也可进一步在另一连续供墨路径上提供另一彩色颜料。请参照图3，在此采用第一、第二与第三喷墨头130r、130g、130b并列，以利用第一、第二与第三喷嘴132r、132g、132b同时提供第一、第二与第三彩色颜料140r、140g、140b于第一、第二与第三序列的像素区域122r、122g、122b。详言之，第一喷墨头130r沿着第一连续供墨路径Lr提供第一彩色颜料140r，第二喷墨头130g沿着第二连续供墨路径Lg提供第二彩色颜料140g，第三喷墨头130b沿着第三连续供墨路径Lb提供第三彩色颜料140b。如此一来，第一、第二与第三彩色颜料140r、140g、140b会分别位于第一、第二与第三序列的像素区域122r、122g、122b内以及至少部份或全部隔离件120上。其中，第一、第二与第三序列的像素区域122r、122g、122b例如是彼此相邻的。第一、第二与第三彩色颜料140r、140g、140b例如是红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料或是上述的组合。

除了图3的喷墨方式之外，本发明也可通过喷墨头的设计，依序提供不同颜色的彩色颜料于不同序列的像素区域内。图4为本发明的一实施例的喷墨装置的示意图。请参照图4，喷墨装置400包括第一喷墨头130r、第二喷墨头130g、第三喷墨头130b、连接件440与另一连接件450。连接件440与另一连接件450举例是胶体或是锁固元件。其中第一喷墨头130r包括一横列的第一喷嘴132r，第二喷墨头130g包括一横列的第二喷嘴132g，第三喷墨头130b包括一横列的第三喷嘴132b。其中，第一喷墨头130r的第一喷嘴132r与第二喷墨头130g的第二喷嘴132g的排列为错位排列，且第二喷墨头130g的第二喷嘴132g与第三喷墨头130b的第三喷嘴132b的排列为错位排列。此外，连接件440位于第一喷墨头130r与第二喷墨头130g之间，用以连接第一喷墨头130r与第二喷墨头130g；同样地，另一连接件450位于第二喷墨头130g与第三喷墨头130b之间，用以连接第二喷墨头130g与第三喷墨头130b。如此一来，上述的喷墨装置400可依序对序列的像素区域喷涂彩色颜料，可适用于大面积的像素区域阵列喷涂，提高生产效率。

图5为应用上述喷墨装置来喷涂彩色颜料的示意图。请参照图5，以一横列的第一喷嘴132r、一横列的第二喷嘴132g与一横列的第三喷嘴132b分别依序提供第一彩色颜料140r、第二彩色颜料140g与第三彩色颜料140b于第一、第二与第三序列122r、122g、122b的像素区域。其中，第一、第二与第三喷墨头130r、130g、130b分别沿着第一、第二与第三连续供墨路径Lr、Lg、Lb提供第一、第二与第三彩色颜料140r、140g、140b。详言之，由于一横列的第一喷嘴132r、一横列的第二喷嘴132g与一横列的第三喷嘴132b为错位排列，当第一喷嘴132r开始提供第一彩色颜料140r于第一序列的像素区域122r时，则第二喷嘴132g尚未提供第二彩色颜料140g给第二序列的像素区域122g；同样地，当第二喷嘴132g开始提供第二彩色颜料140g于第二序列的像素区域122g时，则第三喷嘴132b尚未提供第三彩色颜料140b给第三序列的像素区域122b。也即，三个喷墨头130r、130g、130b依序提供三种彩色颜料140r、140g、140b给三个序列的像素区域122r、122g、122b。采用这样的喷墨装置来喷涂，有利于大面积的像素区域阵列喷涂，并且进一步提高生产效率。

图6为本发明的一实施例的彩色滤光片的剖面示意图。彩色滤光片600包括基板610、隔离件620与至少一彩色滤光材料640。其中，隔离件620配置于基板610上，以在基板610上形成多个像素区域622。彩色滤光材料640位于多个像素区域622的至少一序列的像素区域622内，并且位于隔离件620上。上述的彩色滤光材料640可以是红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料或是上述的组合。由于彩色滤光材料640是沿连续供墨路径喷涂于一序列的像素区域622，因此在像素区域622的角落不容易发生彩色滤光材料640未填满的现象。再者，由于彩色滤光材料640的喷涂是沿连续供墨路径，隔离件620上也会残留彩色滤光材料640。

请继续参照图6，彩色滤光片600可进一步包括平坦层630与导电层650。导电层650位于隔离件620与彩色滤光材料640上，以做为彩色滤光片600的共享电极。平坦层630覆盖于隔离件620与彩色滤光材料640上，并且位于导电层650下方。此外，彩色滤光片600可进一步包括疏水层624，位于隔离件620上，用以防止喷涂的彩色颜料溢出或是有相互混染的现象发生。此外，疏水层624形成的方式例如是对隔离件620的表面以含氟的等离子体进行疏水处理或是以沉积的方式形成一疏水层624于隔离件620上。

此外，连续供墨路径可依像素区域的排列方式不同而做调整。图7A与图7B是显示像素区域的阵列排列方式。图7C与图7D所示为马赛克排列的像素区域。详言之，以阵列或马赛克排列的像素区域722包括三种不同颜色的子像素区域，例如是红色子像素区域722r、绿色子像素区域722g以及蓝色子像素区域722b。在图7A、图7C与图7D中，序列的红色、绿色与蓝色子像素区域722r、722g、722b是曲折排列，因此，第一、第二与第三连续供墨路径Lr、Lg、Lb则设计为曲折路径。在图7B中，序列的红色、绿色与蓝色子像素区域722r、722g、722b是直线排列，因此，第一、第二与第三连续供墨路径Lr、Lg、Lb则设计为直线路径。

图8为本发明的一实施例的液晶显示面板的示意图。请参照图8，液晶显示面板800包括阵列基板810、彩色滤光片820以及液晶层830。其中，彩色滤光片820与阵列基板810为对向配置，液晶层830配置于阵列基板810以及彩色滤光片820之间。值得一提的是，此处所采用的彩色滤光片820例如是上述实施例中的彩色滤光片600或是应用上述方式所制作出的彩色滤光片，在此并不对其做限定。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，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，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)提供一基板并形成一隔离件于该基板上，以在该基板上形成多个像素区域；以及

(b)在一连续供墨路径上提供一彩色颜料，使得该彩色颜料位于该多个像素区域的一序列的像素区域内以及至少部分该隔离件上。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，更包括：

在一另一连续供墨路径上提供另一彩色颜料，使得该另一彩色颜料位于该多个像素区域的一另一序列的像素区域内以及至少部分该隔离件上。

3.如权利要求2所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，该序列的像素区域与该另一序列的像素区域彼此相邻。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，该彩色颜料与该另一彩色颜料同时或依序被提供。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，该连续供墨路径为一直线路径或一曲折路径。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，提供该彩色颜料的方法包括通过一喷墨头喷涂该彩色颜料于该基板上。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，通过一喷墨头喷涂该彩色颜料于该基板上的步骤，包括沿该连续供墨路径移动该喷墨头、移动该基板或相对移动该基板以及该喷墨头。

8.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，在该步骤(b)之后，更包括固化该彩色颜料以形成一彩色滤光材料。

9.如权利要求8所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，位于至少部分该隔离件上的该彩色滤光材料的厚度大于0微米且小于或等于0.4微米。

10.如权利要求1所述的彩色滤光片的制作方法，其特征在于，更包括：

在一辅助连续供墨路径上提供该彩色颜料，使得该彩色颜料位于该多个像素区域的该序列的像素区域内以及至少部分该隔离件上。

11.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：

一基板；

一隔离件，配置于该基板上，以在该基板上形成多个像素区域；以及

至少一彩色滤光材料，位于该多个像素区域的至少一序列的像素区域内，并且位于至少部分该隔离件上。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片，其特征在于，位于至少部分该隔离件上的彩色滤光材料的厚度大于0微米且小于或等于0.4微米。

13.如权利要求12所述的彩色滤光片，其特征在于，位于至少部分该隔离件上的彩色滤光材料的厚度为0.3微米。

14.一种液晶显示面板，其特征在于，包括：

一阵列基板；

一彩色滤光片，包括：

一基板；

一隔离件，配置于该基板上，以在该基板上形成多个像素区域；以及

至少一彩色滤光材料，位于该多个像素区域的至少一序列的像素区域内，并且位于至少部分该隔离件上；以及

一液晶层，位于该阵列基板以及该彩色滤光片之间。

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