CN101609227B - 彩色滤光层及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光层及其制造方法，该方法提供具有一像素区域的基板，像素区域包括多个第一、第二、第三子像素区域，每一第一、第二、第三子像素区域的间距为P。在基板上设置掩模，掩模具有多个透光图案。以掩模进行曝光以及显影程序，在每一第一子像素区域形成第一颜色滤光图案。之后使掩模相对于基板往第一方向移动2N×P距离，以掩模进行曝光及显影程序，以在每一第二子像素区域形成第二颜色滤光图案，N为正整数。使掩模相对于基板往第二方向移动2M×P距离，以掩模进行第三次曝光及显影程序，在每一第三子像素区域形成第三颜色滤光图案，M为正整数，M≠N，且第二方向与第一方向相反。两相邻的子像素区域内的彩色滤光图案具有不同的轮廓。

Description

彩色滤光层及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光层及其制造方法，且特别是有关于一种可用于液晶显示面板的彩色滤光层及其制造方法。

背景技术

为了使液晶显示面板能够显示出全彩画面，在显示面板中使用彩色滤光层来达到全彩化的效果已经是很成熟的技术。目前来说，彩色滤光层的制作方法大都是使用曝光以及显影程序来对彩色光阻材料进行图案化，以形成具有特定排列形式的彩色滤光图案。

随着大尺寸显示面板的发展，现今液晶显示面板的像素数组(pixel array)结构当中，有一种被称为半源极驱动(halfsource driving，以下简称为HSD)架构。HSD架构可以使得数据线的数目减半，所以源极驱动器(source driver)的价格也会相对地降低。更详细来说，HSD架构的像素数组中，两相邻的子像素是共享一条数据线，因而得以使数据线数目减半。也就是因为HSD架构下的两相邻的子像素是共享一条数据线，因此HSD架构的像素数组中相邻的两子像素图案是呈现上下左右皆反向。因而，对于使用HSD架构的显示面板，其彩色滤光层的彩色滤光图案也需以两两上下左右均反向的方式排列。因此，通常HSD架构的彩色滤光层都会使用三道掩模来分别形成红、绿、蓝三种滤光图案。

发明内容

本发明提供一种彩色滤光层的制作方法，其可以使用单一掩模来形成HSD架构的彩色滤光层。

本发明提供一种彩色滤光层，其是以上述方法所制成。

本发明提出一种彩色滤光层的制作方法，其包括提供一基板，基板上具有一像素区域，且所述像素区域包括多个第一子像素区域、多个第二子像素区域以及多个第三子像素区域，其中每一第一、第二、第三子像素区域的间距(pitch)为P。接着，在基板上设置一掩模，其中掩模上具有多个透光图案。以此掩模进行第一次曝光以及显影程序，以于每一第一子像素区域中形成一第一颜色滤光图案。之后，使掩模相对于基板往一第一方向移动2N×P的距离之后，以掩模进行一第二次曝光以及显影程序，以于每一第二子像素区域中形成一第二颜色滤光图案，其中N为正整数。然后，使掩模相对于基板往一第二方向移动2M×P的距离之后，以掩模进行一第三次曝光以及显影程序，以于每一第三子像素区域中形成一第三颜色滤光图案，其中M为正整数，M不等于N，且第二方向与第一方向相反。特别是，两相邻的子像素区域内的彩色滤光图案具有不相同的轮廓。

本发明另提出一种彩色滤光层，其包括一基板以及多个第一、第二以及第三颜色滤光图案。所述基板具有一像素区域以及位于像素区域两侧边的一第一周边区以及一第二周边区，所述像素区域包括多个第一子像素区域、多个第二子像素区域以及多个第三子像素区域，其中每一第一、第二、第三子像素区域的间距(pitch)为P。另外，第一、第二以及第三颜色滤光图案分别位于第一、第二以及第三子像素区域中，且两相邻的子像素区域内的彩色滤光图案具有不相同的轮廓。另外，在第一周边区中还包括设置有至少一个第一颜色滤光图案以及至少一个第三颜色滤光图案，且在第二周边区中还包括设置有至少一个第二颜色滤光图案。

基于上述，本发明使用单一掩模便可以在基板上形成适合用于HSD架构的彩色滤光层。由于不需使用三道掩模来形成彩色滤光层，因此本发明可以节省掩模所需的费用，进而降低制造成本。

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

附图说明

图1A以及图1B是根据本发明的实施例的显示面板剖面示意图；

图2是根据本发明的实施例的HSD架构的像素数组的等效电路图；

图3A至图3D是根据本发明的一实施例的彩色滤光层的制造流程示意图。

其中，附图标记

100，108：基板                     102：像素数组层

104：显示介质                      106：彩色滤光层

200：基板                          202：像素区域

202a，202b，202c：子像素区域       204a，204b：周边区

210a，210b，212a，212b，214a，214b：

第一、第二、第三颜色滤光图案

300：掩模                          302a，302b：透光图案

D1～D3：资料线                     G1～G3：扫描线

P1、P2：子像素结构                 T1、T2：薄膜晶体管

P：间距                            d1，d2：方向

R1，R2：缺角

具体实施方式

图1A为根据本发明一实施例的显示面板的剖面示意图。请参照图1A，显示面板包括基板100、位于基板100上的像素数组层102、基板108、位于基板108上的彩色滤光层106以及夹于两基板100、108之间的显示介质104(例如是液晶层)。在其它的实施例中，在基板108上还可包括电极层，且基板100与基板108上亦可包括配向层等等。由于上述各组成膜层的关系为本领域技术人员已知的技术，因此在此不再详述。另外，根据本发明的另一实施例，上述的彩色滤光层106亦可以设置在像素数组层102上，如图1B所示，其即所谓的彩色滤光层于像素数组上的结构(color filter on array，COA)。

上述图1A或是图1B的显示面板皆可为HSD架构的显示面板。对于HSD架构的显示面板而言，其像素数组层102的子像素排列如图2的等效电路图所示。像素数组层102具有扫描线G1、G2、G3、数据线D1、D2、D3以及子像素结构P1、P2。由图2的等效电路图可知，子像素结构P1与子像素结构P2是共享一条数据线D2。更详细而言，子像素结构P1的薄膜晶体管T1是与扫描线G1以及数据线D2电性连接，而子像素结构P2的薄膜晶体管T2是与扫描线G2以及数据线D2电性连接。也就是因为子像素结构P2的薄膜晶体管T2与子像素结构P1的薄膜晶体管T1是共同使用数据线D2之故，因此子像素结构P2的薄膜晶体管T2与子像素结构P1的薄膜晶体管T1是一上一下的排列。因此当于进行子像素结构P1与子像素结构P2的布局设计时，子像素结构P1与子像素结构P2的透光区通常会呈现上下左右皆反向。换言之，像素数组层102上的各子像素结构的透光区并非呈现相同的轮廓图案，而是呈现两两上下左右皆反向的形式，也可以呈现两两镜像对称的形式，或是两两不相同的轮廓图案。

以两两上下左右皆反向的HSD架构为例，为了配合像素数组层102的子像素结构的透光区有两两上下左右皆反向的特性，因此用于此种具有HSD架构的显示面板的彩色滤光层通常也会设计成具有两两上下左右皆反向的滤光图案。以下将详细说明形成具有两两上下左右皆反向的滤光图案的彩色滤光层的制作方法。

图3A至图3D为根据本发明一实施例的彩色滤光层的制造方法示意图。为了详细说明，图3A至图3D仅绘示出彩色滤光层的其中一列的子像素区域(彩色滤光图案)。事实上，依照下述实施例所制出的彩色滤光层具有数组排列的彩色滤光图案。

首先，请参照图3A，提供一基板200，基板200上具有一像素区域202以及位于像素区域202两侧的第一与第二周边区204a，204b。基板200可为空白基板或是已形成有HSD架构的像素数组层的基板。倘若基板200为空白基板，那么之后于基板200上完成彩色滤光层的制作之后，即可成为一彩色滤光基板，其可用于与像素数组基板组立以构成一显示面板。倘若基板200为已形成有HSD架构的像素数组层的基板，那么之后于基板200上完成彩色滤光层的制作之后，即可成为彩色滤光层于像素数组上的结构(color filter on array，COA)，其可用于与一对向基板组立以构成一显示面板。

更详细而言，像素区域202包括多个第一子像素区域202a、多个第二子像素区域202b以及多个第三子像素区域202c。特别是，每一第一、第二、第三子像素区域202a，202b，202c具有间距(pitch)P。基板200上的第一、第二、第三子像素区域202a，202b，202c分别对应图2的像素数组层102上的一个子像素结构P1或P2。

接着，请参照图3B，在基板200上设置一掩模300，其中掩模300上具有多个透光图案302。特别是，掩模300上的透光图案302包括第一透光图案302a以及第二透光图案302b。在本实施例中，掩模300上的第一透光图案302a以及第二透光图案302b之间的距离为3P。另外，第一透光图案302a以及第二透光图案302b具有不相同的轮廓，较佳的是，第一透光图案302a以及第二透光图案302b彼此成上下左右皆反向。

之后，以掩模300进行第一次曝光以及显影程序，以于基板200上的每一第一子像素区域202a中形成一第一颜色滤光图案210a或210b。上述的曝光以及显影程序包括先在基板200上形成一第一颜色光阻层(未绘示)，之后利用掩模300作为曝光屏蔽进行曝光程序，以使曝光程序的光线通过掩模300上的透光区图案302而照射至底下的第一颜色光阻层。接着，进行显影程序，以将第一颜色光阻层未被照射之处移除，而所留下的第一颜色光阻层即为第一颜色滤光图案210a，210b。特别值得一提的是，因为掩模300上的第一透光图案302a以及第二透光图案302b彼此成上下左右皆反向，因此所对应形成的第一颜色滤光图案210a，210b也具有上下左右皆反向的特性。

另外，在进行上述第一次曝光以及显影程序以于第一子像素区域202a中形成第一颜色滤光图案210a，210b时，也同时在第一周边区204a中形成了一第一颜色滤光图案210a。

在形成第一颜色滤光图案210a，210b之后，接着，请参照图3C，使掩模300相对于基板200往第一方向d1移动2N×P的距离，其中N为正整数。上述移动步骤可为固定基板200而移动掩模300，或者是固定掩模300而移动基板200。总而言之，上述的移动步骤完成之后，掩模300相对于基板200是往第一方向d1移动了2N×P的距离。本实施例是以N＝1，即移动了2P的距离为例来说明，但本发明不限于此。

之后，以掩模300进行一第二次曝光以及显影程序，以于每一第二子像素区域202b中形成一第二颜色滤光图案212a或212。类似地，上述的曝光以及显影程序包括先在基板200上形成一第二颜色光阻层(未绘示)，覆盖第一颜色滤光图案210a，210b。之后利用掩模300作为曝光屏蔽进行曝光程序，以使曝光程序的光线透过掩模300上的透光区图案302而照射至底下的第二颜色光阻层。接着，进行显影程序，以将第二颜色光阻层未被照射之处移除，而所留下的第二颜色光阻层即为第二颜色滤光图案212a，212b。特别值得一提的是，因为掩模300上的第一透光图案302a以及第二透光图案302b彼此成上下左右皆反向，因此所对应形成的第二颜色滤光图案212a，212b也具有上下左右皆反向的特性。

类似地，在进行上述第二次曝光以及显影程序以于第二子像素区域202b中形成第二颜色滤光图案212a，212b时，也同时在第二周边区204b中形成了一第二颜色滤光图案212b。

在形成第二颜色滤光图案212a，212b之后，接着，请参照图3D，使掩模300相对于基板200往一第二方向d2移动2M×P的距离，其中M为正整数，M不等于N，且第二方向d2与第一方向d1相反。换言之，此移动步骤的移动距离2M×P不等于先前第二次曝光以及显影程序之前的移动步骤中往第一方向的移动距离2N×P。同样地，上述移动步骤可为固定基板200不移动而移动掩模300，或者是固定掩模300不移动而移动基板200。总而言之，上述的移动步骤完成之后，掩模300相对于基板200是往第二方向d2移动2M×P的距离。本实施例是以M＝2，即移动了4P的距离为例来说明，但本发明不限于此。

之后，以掩模300进行一第三次曝光以及显影程序，以于每一第三子像素区域202c中形成一第三颜色滤光图案214a或214b。类似地，上述的曝光以及显影程序包括先在基板200上形成一第三颜色光阻层(未绘示)，覆盖第一颜色滤光图案210a，210b与第二颜色滤光图案212a，212b。之后利用掩模300作为曝光屏蔽进行曝光程序，以使曝光程序的光线透过掩模300上的透光区图案302而照射至底下的第三颜色光阻层。接着，进行显影程序，以将第三颜色光阻层未被照射之处移除，而所留下的第三颜色光阻层即为第三颜色滤光图案214a，214b。特别值得一提的是，因为掩模300上的第一透光图案302a以及第二透光图案302b彼此成上下左右皆反向，因此所对应形成的第三颜色滤光图案214a，214b也具有上下左右皆反向的特性。

类似地，在上述第三次曝光以及显影程序，以于第三子像素区域202c中形成第三颜色滤光图案214a，214b时，也同时在第一周边区204a中形成了一第三颜色滤光图案214a。上述第一颜色滤光图案210a，210b、第二颜色滤光图案212a，212b以及第三颜色滤光图案214a，214b可分别为红色、绿色、蓝色滤光图案。

在完成上述第一、第二以及第三曝光显影程序之后，所形成的彩色滤光层如图3D所示，第一颜色滤光图案210a，210b、第二颜色滤光图案212a，212b以及第三颜色滤光图案214a，214b分别位于基板200的第一、第二以及第三子像素区域202a，202b，202c中。而且，两相邻的第一、第二以及第三子像素区域202a，202b，202c内的彩色滤光图案具有不相同的轮廓。较佳的是，两相邻的第一、第二以及第三子像素区域202a，202b，202c内的彩色滤光图案彼此成上下左右皆反向。

以最靠近第二周边区212b的两个彩色滤光图案210a，212a来说，第一彩色滤光图案210a具有一缺角处R1，第二颜色滤光图案212a具有一缺角处R2。两缺角R1、R2彼此上下左右皆反向，因而第一彩色滤光图案210a与第二颜色滤光图案212a彼此上下左右皆反向。

特别是，由于上述彩色滤光层的制造过程中，第二次曝光以及显影程序是使掩模300相对于基板200往第一方向d1移动2N×P的距离，且第三次曝光以及显影程序是使掩模300相对于基板200往第二方向d2移动2M×P的距离。因此，在完成上述彩色滤光层的制作之后，在第一周边区204a中会形成有至少一个第一颜色滤光图案210a以及至少一个第三颜色滤光图案214a，且在第二周边区204b中会形成有至少一个第二颜色滤光图案212b。

更详细而言，位于第一周边区204a中的第一颜色滤光图案210a以及第三颜色滤光图案214a之间相距至少一个间距P。另外，位于第二周边区204b中的第二颜色滤光图案212b与最邻近的像素区域202中的彩色滤光图案210a之间相距至少一个间距P。在第一周边区204a与第二周边区204b内的颜色滤光图案210a，214a，212b之间的距离与先前进行第二次以及第三次曝光以及显影程序之前的掩模移动距离有关。换言之，若掩模相对基板移动距离越大(N与M值越大)，那么第一周边区204a中的第一颜色滤光图案210a以及第三颜色滤光图案214a之间距离以及第二周边区204b中的第二颜色滤光图案212b与最邻近的像素区域202中的彩色滤光图案210a之间距离也就越大。

综上所述，本发明使用单一掩模并且配合掩模以两种不同移动方向移动两种不同距离，即可使用单一掩模来完成适合用于HSD架构的彩色滤光层。由于不需使用三道掩模来形成彩色滤光层，因此本发明可以节省掩模所需的费用，进而降低制造成本。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种彩色滤光层的制造方法，其特征在于，包括：

提供一基板，该基板上具有一像素区域，且该像素区域包括多个第一子像素区域、多个第二子像素区域以及多个第三子像素区域，其中每一第一像素区域与第二像素区域的间距为P，每一第二像素区域与第三子像素区域的间距为P；

在该基板上设置一掩模，其中该掩模上具有多个透光图案，该多个透光图案中相邻的两个透光图案之间的距离为3P，该相邻的两个透光图案具有不同的形状结构；

以该掩模进行第一次曝光以及显影程序，以于每一第一子像素区域中形成一第一颜色滤光图案；

使该掩模相对于该基板往一第一方向移动2N×P的距离之后，以该掩模进行一第二次曝光以及显影程序，以于每一第二子像素区域中形成一第二颜色滤光图案，其中N为正整数；以及

使该掩模相对于该基板往一第二方向移动2M×P的距离之后，以该掩模进行一第三次曝光以及显影程序，以于每一第三子像素区域中形成一第三颜色滤光图案，其中M为正整数，M不等于N，且该第二方向与该第一方向相反，

其中两相邻的所述第一、第二以及第三子像素区域内的彩色滤光图案具有不相同的轮廓。

2.根据权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，两相邻的所述第一、第二以及第三子像素区域内的彩色滤光图案彼此成上下左右皆反向。

3.根据权利要求2所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，所述第一、第二以及第三颜色滤光图案分别具有一缺角处，且所述第一、第二以及第三颜色滤光图案中两相邻的颜色滤光图案呈上下左右皆反向。

4.根据权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，该基板包括一第一周边区以及一第二周边区，位于所述子像素区域的两侧，且

于进行该第一次曝光以及显影程序之后，该第一周边区中形成有至少一个第一颜色滤光图案；

于进行该第二次曝光以及显影程序之后，该第二周边区中形成有至少一个第二颜色滤光图案；以及

于进行该第三次曝光以及显影程序之后，该第一周边区中形成有至少一个第三颜色滤光图案。

5.根据权利要求4所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，位于该第一周边区中的该第一颜色滤光图案以及该第三颜色滤光图案之间相距至少一个间距P。

6.根据权利要求4所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，位于该第二周边区中的该第二颜色滤光图案与该像素区域中最邻近的彩色滤光图案之间相距至少一个间距P。

7.根据权利要求1所述的彩色滤光层的制造方法，其特征在于，该第一、第二以及第三颜色滤光图案分别为红色、绿色、蓝色滤光图案。

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