CN101676752A - 彩色滤光片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光片的制造方法，包括：制备具有凹槽的结构模板，凹槽用于形成结构图形；将结构模板扣设在目标基板上，使凹槽与所述目标基板对接部分形成结构图形孔；将结构模板和目标基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态；将结构模板和目标基板的结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的溶液中，取消封闭室的真空状态，使溶液填充到结构图形孔内；将结构模板和目标基板设置在加热室中加热使结构图形孔内的溶液固化；将结构模板与目标基板分离，在目标基板上形成结构图形。本发明不仅不需要在形成结构图形过程中使用造价高昂的紫外线曝光机，降低了生产成本，而且一次可制造完成数个彩色滤光片，提高了彩色滤光片的生产效率。

Description

彩色滤光片的制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示器制造领域，尤其涉及一种彩色滤光片的制造方法。

背景技术

随着液晶显示技术的发展，具有低消耗功率、无辐射等特性的TFT LCD已经成为液晶显示市场的主流。LCD必须通过彩色滤光片(Color Filter，简称CF)才能使液晶显示产生色彩变化。作为LCD的重要部件，彩色滤光片主要是由玻璃基板、黑矩阵、彩色树脂图形、保护层和透明导电层组成。现有技术中通常采用以下方法制造彩色滤光片：首先在玻璃基板上形成一层黑矩阵薄膜，通过构图工艺形成黑矩阵图形，然后形成一层彩色树脂薄膜，该彩色树脂薄膜覆盖黑矩阵图形，通过构图工艺形成彩色树脂图形，例如可以首先形成红色树脂图形；重复执行上述形成彩色树脂图形的步骤，即可再形成绿色树脂图形和蓝色树脂图形，从而形成红、绿、蓝树脂图形规则排列的彩色树脂图形。其中，构图工艺包括掩膜版掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺。

现有技术制造彩色滤光片的方法存在如下缺陷：现有技术中一台设备只能制造出一张彩色滤光片，制造速度慢，生产效率低；并且在形成彩色树脂图形的过程中，需要使用造价高昂的紫外线曝光机。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色滤光片的制造方法，克服了现有技术中彩色滤光片生产效率低以及需要使用造价高昂的紫外线曝光机的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种彩色滤光片的制造方法，包括：

步骤1、制备具有凹槽的结构模板，所述凹槽用于形成结构图形；

步骤2、将所述结构模板扣设在目标基板上，使所述凹槽与所述目标基板对接部分形成结构图形孔，所述结构图形孔的一端开口，另一端封闭；

步骤3、将完成步骤2之后的所述结构模板和所述目标基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态；

步骤4、将完成步骤3之后的所述结构模板和所述目标基板的所述结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的溶液中，取消所述封闭室的真空状态，使所述溶液填充到所述结构图形孔内；

步骤5、将完成步骤4之后的所述结构模板和所述目标基板从封闭室中取出，设置在加热室中加热使所述结构图形孔内的所述溶液固化；

步骤6、将完成步骤5之后的所述结构模板与所述目标基板分离，在所述目标基板上形成所述结构图形。

其中，所述步骤1具体包括：

步骤11、在基板上涂覆光刻胶；

步骤12、将基板上的光刻胶曝光，使光刻胶形成未曝光区域和完全曝光区域；

步骤13、通过显影工艺去除所述完全曝光区域的光刻胶；

步骤14、通过刻蚀工艺将完全曝光区域的基板刻蚀出用于形成所述结构图形的凹槽；

步骤15、去除基板上未曝光区域的光刻胶，形成所述结构模板。

所述结构模板为黑矩阵图形结构模板、红色树脂图形结构模板、绿色树脂图形结构模板或蓝色树脂图形结构模板。所述溶液为黑矩阵溶液、红色树脂溶液、绿色树脂溶液或蓝色树脂溶液。所述结构图形为黑矩阵图形、红色树脂图形、绿色树脂图形或蓝色树脂图形。所述黑矩阵图形的厚度为0.5μm～1.5μm。所述红色树脂图形、绿色树脂图形和蓝色树脂图形的厚度为1.5μm～2.5μm。所述加热室的温度为200℃～230℃。成为真空状态封闭室的真空度为0.1Pa～10Pa。

此外，该制造方法还包括在形成结构图形的目标基板上形成保护层和透明导电层。

本发明的技术方案通过将结构模板扣设在目标基板上，使结构模板与目标基板对接部分形成结构图形孔，并通过气压差使溶液填充到结构图形孔中，最终形成需要的结构图形。与现有技术采用掩膜版掩膜、曝光、显影等工艺形成结构图形的技术方案相比，本发明技术方案不仅不需要在形成结构图形过程中使用造价高昂的紫外线曝光机，降低了生产成本，而且一次可制造完成数个彩色滤光片，克服了现有技术制造速度慢的缺陷，能实现彩色滤光片的批量生产，提高了彩色滤光片的生产效率。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明彩色滤光片的制造方法的流程图；

图2为本发明彩色滤光片的制造方法实施例一的流程图；

图3为本发明形成黑矩阵图形结构模板的流程图；

图4a为本发明形成黑矩阵图形结构模板中涂覆光刻胶的示意图；

图4b为本发明形成黑矩阵图形结构模板中光刻胶曝光的示意图；

图4c为本发明形成黑矩阵图形结构模板中去除完全曝光区域的光刻胶的示意图；

图4d为本发明形成黑矩阵图形结构模板中刻蚀基板的示意图；

图4e为本发明形成黑矩阵图形结构模板中去除未曝光区域的光刻胶的示意图；

图5为本发明红色树脂图形结构模板的结构示意图；

图6为本发明绿色树脂图形结构模板的结构示意图；

图7为本发明蓝色树脂图形结构模板的结构示意图；

图8为本发明形成红色树脂图形的流程图；

图9a为本发明实施例一中将黑矩阵图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图；

图9b为本发明实施例一中使封闭室成为真空状态的示意图；

图9c为本发明实施例一中填充黑矩阵溶液的示意图；

图9d为本发明实施例一中黑矩阵溶液加热固化的示意图；

图9e为本发明实施例一中形成黑矩阵图形的示意图；

图9f为本发明实施例一中将红色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图；

图9g为本发明实施例一中红色树脂溶液加热固化的示意图；

图9h为本发明实施例一中形成红色树脂图形的示意图；

图9i为本发明实施例一中将绿色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图；

图9j为本发明实施例一中绿色树脂溶液加热固化的示意图；

图9k为本发明实施例一中形成绿色树脂图形的示意图；

图9l为本发明实施例一中将蓝色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图；

图9m为本发明实施例一中蓝色树脂溶液加热固化的示意图；

图9n为本发明实施例一中形成蓝色树脂图形的示意图。

附图标记说明

1-基板             2-光刻胶                 3-完全曝光区域的光刻胶

4-凹槽             5-玻璃基板               6-黑矩阵图形结构模板

7-黑矩阵溶液       8-封闭室                 9-加热室

10-黑矩阵图形      11-红色树脂图形结构模板  12-红色树脂溶液

13-红色树脂图形    14-绿色树脂图形结构模板  15-绿色树脂溶液

16-绿色树脂图形    17-蓝色树脂图形结构模板  18-蓝色树脂溶液

19-蓝色树脂图形    20-结构图形孔

具体实施方式

图1为本发明彩色滤光片的制造方法的流程图，如图1所示，具体包括：

步骤101、制备具有凹槽的结构模板，所述凹槽用于形成结构图形；

步骤102、将所述结构模板扣设在目标基板上，使所述凹槽与所述目标基板对接部分形成结构图形孔，所述结构图形孔的一端开口，另一端封闭；

步骤103、将完成步骤102之后的所述结构模板和所述目标基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态；

步骤104、将完成步骤103之后的所述结构模板和所述目标基板的所述结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的溶液中，取消所述封闭室的真空状态，使所述溶液填充到所述结构图形孔内；

步骤105、将完成步骤104之后的所述结构模板和所述目标基板从封闭室中取出，设置在加热室中加热使所述结构图形孔内的所述溶液固化；

步骤106、将完成步骤105之后的所述结构模板与所述目标基板分离，在目标基板上形成所述结构图形。

上述制造方法可用于制造彩色滤光片的各个结构图形，下面通过具体实施例详细描述彩色滤光片的实际制造过程。

图2为本发明彩色滤光片的制造方法实施例一的流程图，本实施例中目标基板为玻璃基板，如图2所示，具体包括：

步骤201、制备具有凹槽的结构模板，该凹槽用于形成结构图形；

在制造彩色滤光片之前要首先制造出结构模板，该结构模板上具有用于形成结构图形的凹槽。彩色滤光片上形成的结构图形可以为黑矩阵图形、红色树脂图形、绿色树脂图形或蓝色树脂图形，因此在制造彩色滤光片之前要预先制备出黑矩阵图形结构模板、红色树脂图形结构模板、绿色树脂图形结构模板和蓝色树脂图形结构模板四种结构模板，以便于在后续制造彩色滤光片的过程中使用。制造上述结构模板可以利用构图工艺来实现。下面以黑矩阵图形结构模板的制造过程为例对上述结构模板的制造方法进行详细说明。

图3为本发明形成黑矩阵图形结构模板的流程图，如图3所示，具体为：

步骤2011、在基板上涂覆光刻胶；

步骤2012、将基板上的光刻胶曝光，使光刻胶形成未曝光区域和完全曝光区域；

步骤2013、通过显影工艺去除完全曝光区域的光刻胶；

步骤2014、通过刻蚀工艺将完全曝光区域的基板刻蚀出用于形成黑矩阵图形的凹槽；

步骤2015、去除基板上未曝光区域的光刻胶，使基板形成黑矩阵图形结构模板。

图4a～图4e为本发明形成黑矩阵图形结构模板的示意图。图4a为本发明形成黑矩阵图形结构模板中涂覆光刻胶的示意图，如图4a所示，在基板1上涂覆一层光刻胶2。图4b为本发明形成黑矩阵图形结构模板中光刻胶曝光的示意图，如图4b所示，将基板1上的光刻胶2曝光，使光刻胶形成未曝光区域和完全曝光区域。图4c为本发明形成黑矩阵图形结构模板中去除完全曝光区域的光刻胶的示意图，如图4c所示，通过显影工艺去除完全曝光区域的光刻胶3。图4d为本发明形成黑矩阵图形结构模板中刻蚀基板的示意图，如图4d所示，通过刻蚀工艺将完全曝光区域的基板1刻蚀出用于形成黑矩阵图形的凹槽4。图4e为本发明形成黑矩阵图形结构模板中去除未曝光区域的光刻胶的示意图，如图4e所示，去除基板1上未曝光区域的光刻胶2，使基板1形成黑矩阵图形结构模板。

在上述黑矩阵图形结构模板的制造过程中，对光刻胶进行曝光时可采用紫外线曝光机对光刻胶进行曝光。其中，基板可以为树脂基板或玻璃基板。

采用上述制造方法还可形成红色树脂图形结构模板、绿色树脂图形结构模板和蓝色树脂图形结构模板。图5为本发明红色树脂图形结构模板的结构示意图，图6为本发明绿色树脂图形结构模板的结构示意图，图7为本发明蓝色树脂图形结构模板的结构示意图。上述三种结构模板的制造方法与黑矩阵图形结构模板的制造方法相同，此处不再详细描述。

本发明只在形成结构模板的过程中对光刻胶进行曝光时使用一次紫外线曝光机，在后续形成结构图形的过程中不再使用紫外线曝光机。

步骤202、将黑矩阵图形结构模板扣设在玻璃基板上，使凹槽与玻璃基板对接部分形成结构图形孔，该结构图形孔的一端开口，另一端封闭；

步骤203、将黑矩阵图形结构模板和玻璃基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态，此时结构图形孔中的空气被抽取干净；

步骤204、将黑矩阵图形结构模板和玻璃基板的结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的黑矩阵溶液中，取消封闭室的真空状态，使黑矩阵溶液填充到结构图形孔内；

也就是说，将黑矩阵图形结构模板和玻璃基板上的结构图形孔开口的一端浸入黑矩阵溶液，再让空气进入封闭室中以取消封闭室的真空状态，此时封闭室中黑矩阵溶液表面的气压大于结构图形孔内的气压，则黑矩阵溶液在气压差的作用下填充到结构图形孔中；

步骤205、将黑矩阵图形结构模板和玻璃基板从封闭室中取出，设置在加热室中加热使结构图形孔内的黑矩阵溶液固化；

步骤206、将黑矩阵图形结构模板与玻璃基板分离，在玻璃基板上形成黑矩阵图形；

步骤207、在形成有黑矩阵图形的玻璃基板上依次形成红色树脂图形、绿色树脂图形和蓝色树脂图形。

下面仅以红色树脂图形的形成过程为例进行详细说明，图8为本发明形成红色树脂图形的流程图，如图8所示，具体包括：

步骤2071、将红色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上，使凹槽与玻璃基板对接部分形成结构图形孔，该结构图形孔的一端开口，另一端封闭；

步骤2072、将红色树脂图形结构模板和玻璃基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态，此时结构图形孔中的空气被抽取干净；

步骤2073、将红色树脂图形结构模板和玻璃基板的结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的红色树脂溶液中，取消封闭室的真空状态，使红色树脂溶液填充到结构图形孔内；

也就是说，将红色树脂图形结构模板和玻璃基板上的结构图形孔开口的一端浸入红色树脂溶液，再让空气进入封闭室中以取消封闭室的真空状态，此时封闭室中红色树脂溶液表面的气压大于结构图形孔内的气压，则红色树脂溶液在气压差的作用下填充到结构图形孔中。

步骤2074、将红色树脂图形结构模板和玻璃基板从封闭室中取出，设置在加热室中加热使结构图形孔内的红色树脂溶液固化；

步骤2075、将红色树脂图形结构模板与玻璃基板分离，在玻璃基板上形成红色树脂图形。

绿色树脂图形和蓝色树脂图形的形成过程与红色树脂图形相同，此处不再详细描述。

图9a～图9n为本发明彩色滤光片的制造方法实施例一的示意图。图9a为本发明实施例一中将黑矩阵图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图，如图9a所示，将黑矩阵图形结构模板6扣设在玻璃基板5上，使凹槽与玻璃基板5对接部分形成结构图形孔20，结构图形孔20的一端开口，另一端封闭。图9b为本发明实施例一中使封闭室成为真空状态的示意图，如图9b所示，将黑矩阵图形结构模板6和玻璃基板5设置在一封闭室8中，使封闭室8成为真空状态，此时结构图形孔20中的空气被抽取干净。图9c为本发明实施例一中填充黑矩阵溶液的示意图，如图9c所示，将黑矩阵图形结构模板6和玻璃基板5上的结构图形孔20开口的一端浸入封闭室8内的黑矩阵溶液7中，取消封闭室8的真空状态，使黑矩阵溶液7填充到结构图形孔20内。当空气进入封闭室8时，黑矩阵溶液7表面与结构图形孔20内存在气压差，即黑矩阵溶液7表面的气压大于结构图形孔20中的气压，则黑矩阵溶液7在气压差的作用下填充到结构图形孔20中；另外黑矩阵溶液7与结构图形孔20之间的毛细作用也促使黑矩阵溶液7填充到结构图形孔20中。其中，气压差是使黑矩阵溶液填充到结构图形孔20中的主要原因。图9d为本发明实施例一中黑矩阵溶液加热固化的示意图，如图9d所示，将黑矩阵图形结构模板6和玻璃基板5从封闭室中取出，设置在加热室9中加热使结构图形孔内的黑矩阵溶液7固化。图9e为本发明实施例一中形成黑矩阵图形的示意图，如图9e所示，将黑矩阵图形结构模板与玻璃基板5分离，在玻璃基板5上形成黑矩阵图形10。图9f为本发明实施例一中将红色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图，如图9f所示，将红色树脂图形结构模板11扣设在玻璃基板5上，使凹槽与红色树脂图形结构模板11对接部分形成结构图形孔20，结构图形孔20的一端开口，另一端封闭。图9g为本发明实施例一中红色树脂溶液加热固化的示意图，如图9g所示，将红色树脂图形结构模板11和玻璃基板5从封闭室中取出，设置在加热室9中加热使结构图形孔内的红色树脂溶液12固化。图9h为本发明实施例一中形成红色树脂图形的示意图，如图9h所示，将红色树脂图形结构模板与玻璃基板5分离，在玻璃基板5上形成红色树脂图形13。图9i为本发明实施例一中将绿色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图，如图9i所示，将绿色树脂图形结构模板14扣设在玻璃基板5上，使凹槽与玻璃基板5对接部分形成结构图形孔20，结构图形孔20的一端开口，另一端封闭。图9j为本发明实施例一中绿色树脂溶液加热固化的示意图，如图9j所示，将绿色树脂图形结构模板14和玻璃基板5从封闭室中取出，设置在加热室9中加热使结构图形孔内的绿色树脂溶液15固化。图9k为本发明实施例一中形成绿色树脂图形的示意图，如图9k所示，将绿色树脂图形结构模板与玻璃基板5分离，在玻璃基板5上形成绿色树脂图形16。图91为本发明实施例一中将蓝色树脂图形结构模板扣设在玻璃基板上的示意图，如图91所示，将蓝色树脂图形结构模板17扣设在玻璃基板5上，使凹槽与玻璃基板5对接部分形成结构图形孔20，结构图形孔20的一端开口，另一端封闭。图9m为本发明实施例一中蓝色树脂溶液加热固化的示意图，如图9m所示，将蓝色树脂图形结构模板17和玻璃基板5从封闭室中取出，设置在加热室9中加热使结构图形孔内的蓝色树脂溶液18固化。图9n为本发明实施例一中形成蓝色树脂图形的示意图，如图9n所示，将蓝色树脂图形结构模板与玻璃基板5分离，在玻璃基板5上形成蓝色树脂图形19。

本实施例中加热室的温度可以为200℃～230℃，本实施例中形成的黑矩阵图形的厚度可以为0.5μm～1.5μm；形成的红色树脂图形、绿色树脂图形和蓝色树脂图形的厚度可以为1.5μm～2.5μm。成为真空状态的封闭室的真空度与实际生产中的生产设备、工艺参数以及树脂材料等有关，本实施例中成为真空状态的封闭室的真空度为0.1Pa～10Pa。

本实施例中形成红色、蓝色和绿色树脂图形过程中抽取结构图形孔中的空气、填充红色、蓝色或绿色树脂溶液的示意图分别与图9b和图9c相同，具体可参见图9b和图9c，不同之处在于结构模板分别为红色、蓝色或绿色树脂图形结构模板，封闭室中的溶液分别为红色、蓝色或绿色树脂溶液。

进一步地，本实施例中还可以包括在玻璃基板上形成保护层的步骤，该保护层覆盖整个玻璃基板；以及在玻璃基板上形成透明导电层的步骤，该透明导电层覆盖整个玻璃基板。

本发明实施例一中在目标基板上形成结构图形的顺序依次为黑矩阵图形、红色树脂图形、绿色树脂图形和蓝色树脂图形，但在实际生产过程中可根据需要变更结构图形的形成顺序，另外，结构图形并非仅限于上述四种结构图形，还可以根据需要增加或减少结构图形的种类，上述情况均应在本发明的保护范围之内。

本发明的技术方案通过将结构模板扣设在目标基板上，使结构模板与目标基板对接部分形成结构图形孔，并通过气压差使溶液填充到结构图形孔中，最终形成需要的结构图形。与现有技术采用掩膜版掩膜、曝光、显影等工艺形成结构图形的技术方案相比，本发明技术方案不仅不需要在形成结构图形过程中使用造价高昂的紫外线曝光机，降低了生产成本，而且一次可制造完成数个彩色滤光片，克服了现有技术制造速度慢的缺陷，能实现彩色滤光片的批量生产，提高了彩色滤光片的生产效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1、一种彩色滤光片的制造方法，其特征在于，包括：

步骤1、制备具有凹槽的结构模板，所述凹槽用于形成结构图形；

步骤2、将所述结构模板扣设在目标基板上，使所述凹槽与所述目标基板对接部分形成结构图形孔，所述结构图形孔的一端开口，另一端封闭；

步骤3、将完成步骤2之后的所述结构模板和所述目标基板设置在一封闭室中，使封闭室成为真空状态；

步骤4、将完成步骤3之后的所述结构模板和所述目标基板的所述结构图形孔开口的一端浸入封闭室内的溶液中，取消所述封闭室的真空状态，使所述溶液填充到所述结构图形孔内；

步骤5、将完成步骤4之后的所述结构模板和所述目标基板从封闭室中取出，设置在加热室中加热使所述结构图形孔内的所述溶液固化；

步骤6、将完成步骤5之后的所述结构模板与所述目标基板分离，在所述目标基板上形成所述结构图形。

2、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤11、在基板上涂覆光刻胶；

步骤12、将基板上的光刻胶曝光，使光刻胶形成未曝光区域和完全曝光区域；

步骤13、通过显影工艺去除所述完全曝光区域的光刻胶；

步骤14、通过刻蚀工艺将完全曝光区域的基板刻蚀出用于形成所述结构图形的凹槽；

步骤15、去除基板上未曝光区域的光刻胶，形成所述结构模板。

3、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述结构模板为黑矩阵图形结构模板、红色树脂图形结构模板、绿色树脂图形结构模板或蓝色树脂图形结构模板。

4、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述溶液为黑矩阵溶液、红色树脂溶液、绿色树脂溶液或蓝色树脂溶液。

5、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述结构图形为黑矩阵图形、红色树脂图形、绿色树脂图形或蓝色树脂图形。

6、根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述黑矩阵图形的厚度为0.5μm～1.5μm。

7、根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述红色树脂图形、绿色树脂图形或蓝色树脂图形的厚度为1.5μm～2.5μm。

8、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述加热室的温度为200℃～230℃。

9、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，成为真空状态封闭室的真空度为0.1Pa～10Pa。

10、根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括在形成结构图形的目标基板上形成保护层和透明导电层。

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