CN101153929B - 一种半透射式彩色滤光片及其制作方法 - Google Patents
一种半透射式彩色滤光片及其制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种半透射式彩色滤光片，在透明基板上间隔设置有BM遮光膜，在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上设有反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，在有开口的反射膜上设有滤色膜。本发明还公开了其制作方法，先在透明基板上制作间隔设置的BM遮光膜，然后在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上制作反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，再在有开口的反射膜上制作滤色膜。本发明滤光片的反射膜处于反射状态时其可用反射面积增大，可以有效地提高反射状态下的反射率，而且，BM遮光膜的厚度可变，等效于后面滤色膜厚度也可变，以便控制BM遮光层后面滤色膜的透射率，能在不影响非BM遮光层后面滤色膜的透射率的情况下显著地提高液晶显示器的反射率。
Description
技术领域
本发明涉及基于液晶用于来自控制独立光源的光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置，具体涉及一种液晶显示器用的半透射式彩色滤光片及其制作方法。
背景技术
彩色滤光片将通过的白光转化为红、绿、蓝(简称R、G、B)三原色光束，并配合液晶层等其他组件达到显示不同色彩影像的效果，是液晶显示器彩色化的关键零组件，只有透过彩色滤光片才能让高灰阶数(HighGray Scale)的黑白液晶显示器实现全彩色化。液晶显示器中的彩色滤光片的基本要求包括反射率较佳、色彩鲜艳和耗电低。现有的液晶显示器大体有反射式、透射式、半透射式即半透过半反射式三种。半透射式液晶显示器普遍采用的结构形式是反射膜开口型，可以获得到较佳的室外辨视性与反射效果，在明亮或昏暗场所都可以使用。但是，其照明光线是利用反射膜反射外部荧光灯或太阳光，再透过偏光片与彩色滤光片作二次折射，因此，整体光线会比透射式彩色滤光片的损耗更大，造成显示亮度较透射式更晕暗。
半透射式液晶显示器的彩色滤光片结构如图1所示。在透明基板1上从背光源往外部光源方向依次有开口的反射膜2、间隔设置的黑色矩阵(Black matrix，简称BM)遮光膜3、具有透光性的红、绿、蓝(简称R、G、B)三原色的滤色膜4、覆盖滤色膜4的绝缘保护(Over Coat，简称OC)膜5、铟-锡氧化物(Indium-Tin Oxide，简称ITO)导电膜6，反射膜2的开口7与透明基板1连接。制作方法是在透明基板1上制作反射膜2，再依次制作BM遮光膜3、滤色膜4，然后在滤色膜4上涂覆绝缘OC膜5，最后溅镀ITO导电膜6。为使该彩色滤光片具有较好的光学性能，通常R、G、B三原色的滤色膜4单元会与BM遮光膜3部分搭界，经过曝光、显影后形成所需图案。由于反射膜2在BM遮光膜3的前面，处于反射状态时反射膜2只有50％左右被利用，反射效果不好，反射率偏低，半诱射式 液晶显示器的透射率和反射率是相互制约的性能参数。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是，克服上述现有技术的缺陷，提出一种半透射式彩色滤光片，其不仅能有效地提高反射状态下的反射率，而且能在不影响透射率的情况下显著地提高液晶显示器的反射率。
本发明所要解决的另一个技术问题是，克服上述现有技术的缺陷，提出一种半透射式彩色滤光片的制作方法，
对于本发明的半透射式彩色滤光片来说，其技术问题通过以下的技术方案予以解决：
这种半透射式彩色滤光片，在透明基板上从背光源往外部光源方向依次有滤色膜、覆盖滤色膜的绝缘保护膜、ITO导电膜。
这种半透射式彩色滤光片的特点是：
在透明基板上间隔设置有BM遮光膜，所述BM遮光膜的厚度为0.60微米～1.50微米，在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上设有反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，在所述开口和反射膜上设有滤色膜。将反射膜设置在BM遮光膜的后面，处于反射状态时其可用反射面积增大，几乎100％被利用，反射效果好，可以有效地提高反射状态下的反射率。
对于本发明的半透射式彩色滤光片来说，其技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
所述BM遮光膜的厚度可变，等效于BM遮光层后面的滤色膜厚度也可变，以便控制BM遮光层后面滤色膜的透射率，能在不影响非BM遮光层后面滤色膜的透射率的情况下显著地提高液晶显示器的反射率。
所述透明基板是含碱离子较低或无碱的二氧化硅玻璃。
所述滤色膜是具有透光性的彩色滤色膜，所表现的颜色包括R、G、B三原色。
所述反射膜包括铝膜、银膜、金膜、铬膜、铂膜，以及包含铝、银、金、铬、铂的合金膜。
对于本发明的半透射式彩色滤光片的制作方法来说，其技术问题通过以下的技术方案予以解决：
这种半透射式彩色滤光片的制作方法，包括依次制作滤色膜，然后在滤色膜上涂覆绝缘OC层，最后溅镀ITO导电膜。
这种半透射式彩色滤光片的制作方法的特点是：
在制作滤色膜之前，先在透明基板上制作间隔设置的BM遮光膜，所述BM遮光膜的厚度为0.60微米～1.50微米，然后在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上制作反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，再在开口和反射膜上制作滤色膜。将反射膜设置在BM遮光膜的后面，处于反射状态时其可用反射面积增大，几乎100％被利用，反射效果好，可以有效地提高反射状态下的反射率。
对于本发明的半透射式彩色滤光片的制作方法来说，其技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
所述制作BM遮光膜是制作厚度可变的BM遮光膜。BM遮光膜的厚度可变，等效于BM遮光层后面的滤色膜厚度也可变，以便控制BM遮光层后面滤色膜的透射率，能在不影响非BM遮光层后面滤色膜的透射率的情况下显著地提高液晶显示器的反射率。
这种半透射式彩色滤光片的制作方法，依次有以下步骤：
(1)清洗透明基板：采用清洗机清洗透明基板；
(2)在透明基板上制作间隔设置的BM遮光膜：采用旋涂机在透明基板表面均匀旋转涂布黑色树脂膜，然后采用真空干燥、烘烤设备除去剩余的溶剂，再进行曝光显影形成间隔设置的BM，最后采用固化设备除去残留的显影液和清洗液，将BM固化在透明基板；
(3)在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上制作反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接：在制作有间隔设置的BM遮光膜的透明基板上采用溅镀法形成反射膜，再依次通过清洗、涂布正性光刻胶、烘烤、曝光显影、蚀刻、脱膜工序，制作开口与透明基板连接的有所需要图案的反射膜；
(4)再在有开口的反射膜上制作滤色膜：采用旋涂机在制作有开口的反射膜的透明基板上均匀旋转涂布一种原色负性光阻剂，然后采用真空干燥、烘烤设备除去剩余的溶剂，再进行曝光显影形成一种原色负性光阻， 最后采用固化设备除去残留的显影液和清洗液，将一种原色负性光阻固化在透明基板，上述操作反复进行3次，分别形成R、G、B三种原色负性光阻，制成滤色膜；
(5)在滤色膜上涂覆绝缘OC膜：采用旋涂机在制作有BM遮光膜、反射膜、滤色膜的透明基板上均匀旋转涂布丙烯酸树脂膜，然后采用烘烤、固化设备在滤色膜表面形成绝缘OC膜；
(6)在绝缘OC膜表面溅镀ITO导电膜：采用真空溅镀设备在绝缘OC膜表面溅镀ITO导电膜。
本发明的技术问题通过以下的进一步技术方案予以解决：
所述曝光是采用紫外光曝光。
所述采用旋涂机制作BM遮光膜是通过控制旋涂机的转速改变BM遮光膜的厚度。
大于1.50微米会影响整体平坦性；小于0.60微米会造成BM遮光膜上面的滤色层厚度大，反而降低反射率。
所述采用旋涂机制作滤色膜的厚度：透过部分即开口的部分是0.60微米～1.20微米，而反射部分即有反射膜的部分是0.15微米～0.40微米。
所述制作滤色膜形成的负性光阻包括感光化合物、高分子树脂、颜料和分散剂，曝光照射后形成交联化合物，显影时可以抵抗弱碱溶液的侵蚀。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的半透射式彩色滤光片将反射膜设置在BM遮光膜的后面，处于反射状态时其可用反射面积增大，几乎100％被利用，反射效果好，可以有效地提高反射状态下的反射率，而且，BM遮光膜的厚度可变，等效于BM遮光层后面的滤色膜厚度也可变，以便控制BM遮光层后面滤色膜的透射率，能在不影响非BM遮光层后面滤色膜的透射率的情况下显著地提高液晶显示器的反射率。
附图说明
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进一步说明。
图1是现有半透射式彩色滤光片的结构剖面图；
图2是本发明具体实施方式的半透射式彩色滤光片的结构剖面图。
具体实施方式
具体实施方式一：
如图2所示的半透射式彩色滤光片，在无碱二氧化硅玻璃透明基板1上从背光源往外部光源方向依次有间隔设置的BM遮光膜3、有开口7的铝反射膜2、具有透光性的彩色滤色膜4、覆盖滤色膜4的绝缘OC膜5、ITO导电膜6。铝反射膜2的开口7与透明基板1连接，BM遮光膜3的厚度可变。
其制作方法依次有以下步骤：
(1)清洗透明基板1；
(2)在无碱二氧化硅玻璃透明基板上制作间隔设置的厚度为1.2微米的BM遮光膜3；
(3)在未设置BM遮光膜3的透明基板1以及BM遮光膜3上制作设与透明基板连接的厚度为0.13微米的有开口的铝反射膜2；
(4)在有开口的铝反射膜2上制作具有透光性的彩色滤色膜4，透过部分的厚度为0.75微米，反射部分的厚度为0.20微米；
(5)在滤色膜4上涂覆绝缘OC膜5；(6)在绝缘OC膜5表面溅镀ITO导电膜6。
采用本具体实施方式一的彩色滤光片制造单元间隙设计为5微米的半透射式彩色液晶显示器，反射率即外界入射光经过该显示器反射后的出射光量与入射光量之比为7％～8％。
具体实施方式二
半透射式彩色滤光片的结构及其制作方法与具体实施方式一相同，只是具体参数值不同。BM遮光膜3的厚度为0.75微米，铝反射膜2的厚度仍然为0.13微米，彩色滤色膜4透过部分的厚度仍然为0.75微米，但是彩色滤色膜4反射部分的厚度为0.35微米。
采用本具体实施方式二的彩色滤光片制造单元间隙设计为5微米的半透射式彩色液晶显示器，反射率为6％～7％。
而采用现有半透射式彩色滤光片的结构及其制作方法，BM遮光膜3的厚度为0.75微米，铝反射膜2的厚度仍然为0.13微米，彩色滤色膜4透过部分和反射部分的厚度都为0.75微米。其铝反射膜2设置在BM遮光膜3的前面，处于反射状态时其可用反射面积只有50％左右被利用，而且 彩色滤色膜4反射部分的厚度高于本具体实施方式二的彩色滤色膜4反射部分的厚度，反射效果非常差。
采用上述彩色滤光片制造单元间隙设计为5微米的半透射式彩色液晶显示器，反射率仅为2％～3％。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (4)
1.一种半透射式彩色滤光片，在透明基板上从背光源往外部光源方向依次有滤色膜、覆盖滤色膜的绝缘保护膜、ITO导电膜，其特征在于：
在透明基板上间隔设置有BM遮光膜，所述BM遮光膜的厚度为0.60微米～1.50微米，在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上设有反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，在所述开口和反射膜上设有滤色膜。
2.按照权利要求1或2所述的半透射式彩色滤光片，其特征在于：
所述透明基板是含碱离子较低或无碱的二氧化硅玻璃。
3.按照权利要求3所述的半透射式彩色滤光片，其特征在于：
所述滤色膜是具有透光性的彩色滤色膜，所表现的颜色包括R、G、B三原色。
4.一种半透射式彩色滤光片的制作方法，包括依次制作滤色膜，然后在滤色膜上涂覆绝缘OC层，最后溅镀ITO导电膜，其特征在于：
在制作滤色膜之前，先在透明基板上制作间隔设置的BM遮光膜，所述BM遮光膜的厚度为0.60微米～1.50微米，然后在未设置BM遮光膜的透明基板以及BM遮光膜上制作反射膜，其中，在未设置BM遮光膜的透明基板上的反射膜设有开口，所述开口与透明基板连接，再在开口和反射膜上制作滤色膜。
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