CN101226299B

CN101226299B - 制作具有光散射效果的彩色滤光层的方法

Info

Publication number: CN101226299B
Application number: CN2007100020857A
Authority: CN
Inventors: 方斯郁; 游家华; 简廷宪
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: CN101226299A

Abstract

一种彩色滤光层的方法。首先，提供基板，并且在基板上涂布彩色滤光层。然后，图案化彩色滤光层。接着，进行后烘烤工艺，使得彩色滤光层形成粗糙表面，其中彩色滤光层具有的表面粗糙度指数(Rz)介于0.5到2.0微米(μm)之间。

Description

制作具有光散射效果的彩色滤光层的方法

技术领域

本发明关于一种制作彩色滤光层的方法，尤指一种制作具有粗糙表面以提供光散射效果的彩色滤光层的方法。

背景技术

液晶显示面板已被广泛地运用在许多电子装置的显示器上，例如手提式计算机、PDA、手机与平面电视等。而液晶显示面板可简单区分为两类，一种是穿透式，另一种是反射式。前者利用背光源作为光源，后者利用环境光作为光源。但对于穿透式液晶显示器来说，因为其背光源需要电力供应，所以要降低其电力消耗量并不容易，但对于反射式液晶显示器来说，在光亮的环境下反而有利于节省能源，但不幸的是在没有光线时它是无法显示的。

为了克服上述两种液晶显示器的缺点，已经研发出一种半穿透式液晶显示器，该半穿透式液晶显示器在穿透模式或在反射模式都可以显示出画面。在光亮的环境下，关掉背光源，则半穿透式液晶显示器的电力消耗量会比穿透式液晶显示器低。相反地，在没有光线的环境下，打开背光源，半穿透式液晶显示器的画面质量会比反射式液晶显示器好。

请参考图1，图1为公知半穿透式液晶显示面板的剖面图。如图1所示，公知半穿透式液晶显示面板10包含下部基板20(也可称为阵列基板)、上部基板30(也可称为彩色滤光片基板)与设置在下部基版20与上部基板30之间的液晶分子层40。而半穿透式液晶显示面板10另包含多个像素区22，并且各像素区22可区分为反射区221与穿透区222。上部基板30包含：多个彩色滤光片32，对应于像素区22设置；以及黑色矩阵34，设置在彩色滤光片32之间。

下部基板20另包含：多个反射电极24，设置在反射区221内；以及多个穿透电极28，设置在穿透区222内。其中在反射区221内的各反射电极24设置在具有粗糙表面的凸块结构(bump structure)26上，并且因凸块结构26而具有粗糙表面，并且粗糙表面可使入射的环境光具有光散射效果。

然而，公知半穿透式液晶显示面板10仍具有一些缺点。首先，彩色滤光片32设置在上部基板30之上，因此无法精确地对应排列至下部基板20的像素区22内，造成公知半穿透式液晶显示面板10的开口率下降。其次，凸块结构26的功能之一是使反射电极24具有粗糙表面，然而，要产生具有粗糙表面的凸块结构26至少需要两个形成步骤，其中一个步骤是在各反射区221内产生凸块结构26，另一步骤是形成粗糙表面，因此制造成本相对提高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种利用单一工艺以制作具有粗糙表面的彩色滤光层的方法。

为达上述目的，本发明的实施例提供一种制作彩色滤光层的方法。首先，提供基板，并且在该基板上涂布彩色滤光层。然后，图案化该彩色滤光层。接着，进行后烘烤工艺，使得该彩色滤光层形成粗糙表面，其中该彩色滤光层具有的表面粗糙度指数介于0.5到2.0微米之间。

为达上述目的，本发明的另一实施例提供一种制作彩色滤光层的方法。首先，提供基板，并且在该基板上涂布彩色滤光层。然后，图案化该彩色滤光层，且该彩色滤光层的表面附近具有较低的交链密度。接着，进行后烘烤工艺，使得该彩色滤光层形成粗糙表面。

为达上述目的，本发明的另一实施例提供一种制作彩色滤光层的方法。首先，提供基板，并且在该基板上涂布彩色滤光层，且该彩色滤光层包含表面感光起始剂，且该表面感光起始剂具有低感光度。然后，图案化该彩色滤光层，且该彩色滤光层在其表面附近具有较低的交链密度。接着，进行后烘烤工艺，将该彩色滤光层烘烤后使得该彩色滤光层形成粗糙表面。

为达上述目的，本发明的另一实施例提供一种制作彩色滤光层的方法。首先，提供基板，并且在该基板上涂布彩色滤光层。然后，在该彩色滤光层上形成粗糙表面。

附图说明

图1是公知半穿透式液晶显示面板的剖面图；

图2到图4是本发明的优选实施例的一种制作具有光散射效果的彩色滤光层的方法示意图；

图5是半穿透式液晶显示面板结合图4所示的彩色滤光层的示意图。

具体实施方式

请参考图2到图4。图2到图4是本发明的优选实施例的一种制作具有光散射效果的彩色滤光层的方法示意图。请注意本实施例的彩色滤光层是并入半穿透式液晶显示面板的阵列基板上的彩色滤光层，但本发明的方法并未局限于此。而上述彩色滤光层可以应用在任何种类的显示面板，如图2所示，提供半穿透式液晶显示面板的阵列基板50，阵列基板50包含多个像素区52，并且各像素区52可区分为反射区521与穿透区522。一般来说，液晶分子层(图2未示出)在反射区521的厚度较穿透区522的厚度薄。各像素区52另包含薄膜晶体管(图未示出)；反射电极54，设置在反射区521内；以及穿透电极56，设置在穿透区522内。然后，在阵列基板50上涂布彩色滤光层58，例如：旋转涂布法(spin coating)，并且进行预烤工艺(pre-bakeprocess)以烘烤彩色滤光层58。预烤工艺的目的是将彩色滤光层58的多余溶剂与水分预先排除以增加彩色滤光层58与阵列基板50间的黏着力。

如图3所示，本实施例利用掩模板进行曝光与显影工艺(exposure-and-development process)以图案化彩色滤光层58。彩色滤光层58包含颜料(pigments)，用来过滤其它颜色的入射光，例如：假如要形成红色彩色滤光层，则可以加入红色颜料，而针对其它颜色滤光层(如：绿色或蓝色彩色滤光片)，可以加入绿色颜料或蓝色颜料。彩色滤光层58另包含树脂(resin)、分散剂(dispersants)、单体(monomers)、起始剂(initiators)、溶剂以及其它添加物。起始剂的功能是在曝露于特定波长的光线(例如：紫外光)下用于起始单体的聚合作用。因此，已曝光的单体将在彼此间形成交链，并且转变为坚硬，而未曝光的彩色滤光层58则将在显影时被溶解并移除。一般来说，起始剂可分为纵向感光起始剂(through cure initiators，例如：MMMP)与表面感光起始剂(surface cure initiators，例如：HCPK)。当表面感光起始剂在彩色滤光层58的表面附近开始起始聚合作用时，纵向感光起始剂为负责纵轴(垂直)方向的起始聚合作用。在本实施例中，表面感光起始剂具有低感光度会使得彩色滤光层58表面附近的交链不足，可通过像选择低感光度表面起始剂的方式或使用较一般剂量少的微量表面感光起始剂的方式来降低表面感光起始剂的感光度。表面感光起始剂的低感光度会造成彩色滤光层58的上层部分在显影时具有低交链密度，并且使得彩色滤光层58在曝光与显影工艺之后上层部分较其它部分潮湿与宽松。

如图4所示，进行后烘烤工艺以排除彩色滤光层58的多余溶剂与水分。请注意彩色滤光层58会因交链不足而在加热时收缩，以致于彩色滤光层58的表面将在后烘烤工艺后变为粗糙。在优选实施例中，表面感光起始剂与纵向感光起始剂在进行曝光与显影工艺之前在彩色滤光层58中的重量比值约略介于0.2到0.6之间，而在彩色滤光层的后烘烤工艺之后，表面感光起始剂与纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.22到0.58的范围内。

请参考图5。图5是半穿透式液晶显示面板结合图4所示的彩色滤光层的示意图。如图5所示，连结阵列基板50与透明基板70，并且在其中设置液晶分子层80。在反射区521中的环境光是通过反射电极54反射与彩色滤光层58的粗糙表面散射，而背光源则是经过穿透区56、彩色滤光层58、液晶分子层80以及透明基板70，其中当背光源的光线经过彩色滤光层58的粗糙表面时也会散射。在本实施例中，彩色滤光层58具有表面粗糙指数(surface roughness index Rz，十点平均粗糙度)，其介于0.5到2.0微米(μm)之间。光学散射特性在表面粗糙指数处于该范围内的情况会是最优的。因此，彩色滤光层58的粗糙表面在反射区521与穿透区522内都可具有光散射效果。

可见本发明的方法只需单一曝光与显影工艺在对应的阵列基板的像素区内形成特定颜色的彩色滤光片，并且也在同一曝光与显影工艺内形成可散射光线的粗糙表面。然而本发明的方法并未局限于利用曝光与显影工艺形成半穿透式液晶显示面板的彩色滤光层，而任何可形成彩色滤光层的方法也可并且任何显示面板的任何需要光散射功能的彩色滤光层结构也可应用。

综上所述，利用本发明的方法所形成的彩色滤光层可提供彩色滤光与光散射的效果，并且可由单一工艺形成彩色滤光层，所以制造成本可因此而降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与改进，都应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种制作彩色滤光层的方法，其包含：

提供基板；

在该基板上涂布彩色滤光层，该彩色滤光层包含纵向感光起始剂与表面感光起始剂；

其中该表面感光起始剂包含低感光度的表面感光起始剂；

进行单一曝光和显影工艺以图案化该彩色滤光层；以及

进行后烘烤工艺，使得该彩色滤光层形成粗糙表面，其中该彩色滤光层具有的表面粗糙度指数介于0.5到2.0微米之间。

2.如权利要求1所述的方法，其中在该后烘烤工艺之后，该表面感光起始剂与该纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.22到0.58的范围内。

3.如权利要求1所述的方法，还包含预烘烤工艺，以烘烤该彩色滤光层。

4.一种制作彩色滤光层的方法，其包含：

提供基板；

该表面感光起始剂与该纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.2到0.6之间；

进行单一曝光和显影工艺以图案化该彩色滤光层；以及

5.如权利要求4所述的方法，其中在该后烘烤工艺之后，该表面感光起始剂与该纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.22到0.58的范围内。

6.如权利要求4所述的方法，还包含预烘烤工艺，以烘烤该彩色滤光层。

7.一种制作彩色滤光层的方法，其包含：

提供基板；

在该基板上涂布彩色滤光层，该彩色滤光层包含纵向感光起始剂

与表面感光起始剂；

进行单一曝光和显影工艺以图案化该彩色滤光层，且该彩色滤光层的表面附近具有较低的交链密度；以及

进行后烘烤工艺，使得该彩色滤光层形成粗糙表面。

8.如权利要求7所述的方法，其中在该粗糙表面附近，具有微量的该表面感光起始剂。

9.如权利要求7所述的方法，还包含预烘烤工艺，以烘烤该彩色滤光层。

10.一种制作彩色滤光层的方法，其包含：

提供基板；

在该基板上涂布彩色滤光层，且该彩色滤光层包含表面感光起始剂，该表面感光起始剂具有低感光度；

进行单一曝光和显影工艺以图案化该彩色滤光层，且该彩色滤光层在其表面附近具有较低的交链密度；以及

进行后烘烤工艺，将该彩色滤光层烘烤后使得该彩色滤光层形成粗糙表面。

11.如权利要求10所述的方法，其中该低感光度的表面感光起始剂为微量的表面感光起始剂。

12.如权利要求10所述的方法，其中该彩色滤光层还包含纵向感光起始剂。

13.如权利要求12所述的方法，其中在图案化该彩色滤光层之前，该表面感光起始剂与该纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.2到0.6之间。

14.如权利要求12所述的方法，其中在该后烘烤工艺后，该表面感光起始剂与该纵向感光起始剂的重量比值约略介于0.22到0.58的范围内。

15.如权利要求10所述的方法，还包含预烘烤工艺，以烘烤该彩色滤光层。

16.如权利要求10所述的方法，其中该低感光度的表面感光起始剂位于该粗糙表面附近。