CN101726783B

CN101726783B - 彩色滤光基板的制造方法

Info

Publication number: CN101726783B
Application number: CN2008102011024A
Authority: CN
Inventors: 刘佩瑜; 罗宇城; 李怀安; 郑荣安; 陈皇铭; 施佑儒
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2028-10-13
Also published as: CN101726783A

Abstract

一种彩色滤光基板的制造方法。首先，提供一基板，此基板上形成一黑矩阵定义出多个第一次像素区域、多个第二次像素区域与多个第三次像素区域。接着，施加一辅助剂于第二次像素区域与第三次像素区域中。再来，施加第一墨水于第一次像素区域中。接着，移除辅助剂，并使第一墨水形成一第一色块。接着，施加辅助剂于第三次像素区域中。再来，施加第二墨水于第二次像素区域中。接着，移除辅助剂，并使第二墨水形成一第二色块。继之，施加第三墨水于第三次像素区域中。之后，使第三墨水形成一第三色块。利用此彩色滤光基板的制造方法，可制得具有良好滤光性质的彩色滤光基板。

Description

彩色滤光基板的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种滤光基板的制造方法，且特别是有关于一种彩色滤光基板(Color Filter Substrate)的制造方法。

背景技术

随着光电技术与半导体制程的发展，平面显示器已逐渐成为各种显示器的主流，其中，以具有高画质、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的发展最为纯熟。

目前液晶显示器朝向全彩化、大尺寸、高分辨率以及低成本的方向发展，液晶显示器通常是藉由彩色滤光基板来达到彩色化显示的效果。

一般而言，彩色滤光基板的制作方法可以采用微影制程或是喷墨打印制程。当使用微影制程制作彩色滤光基板时，经由基板清洗(Cleaning)、涂布彩色光阻(Color Filter Spraying)、曝光(Exposures)、显影(Developing)等制程，进而在基板上形成黑矩阵(Black Matrix)与多个彩色光阻图案(ColorResist Pattern)。然而，此种彩色滤光基板的制作方法的制程繁琐，且彩色光阻的有效使用率低。

当使用喷墨打印制程制作彩色滤光基板时，一般是先利用微影制程在基板上形成黑矩阵，此黑矩阵在基板上定义出多个次像素区。接着，再利用墨水喷头(ink nozzle)将红色墨水、绿色墨水以及蓝色墨水填充到预定的次像素区域中。然而，在喷印的过程容易产生墨水溢流以及各色墨水间产生混色，而劣化彩色滤光基板的滤光性质。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种彩色滤光基板的制造方法，具有简单的步骤、且所制得的彩色滤光基板具有良好的滤光性质。

基于上述，本发明提出一种彩色滤光基板的制造方法。首先，提供一基板，此基板上形成一黑矩阵并定义出多个第一次像素区域、多个第二次像素区域与多个第三次像素区域。接着，施加一辅助剂于第二次像素区域与第三次像素区域中。再来，施加第一墨水于第一次像素区域中。接着，移除辅助剂，并使第一墨水形成一第一色块。接着，施加辅助剂于第三次像素区域中。再来，施加第二墨水于第二次像素区域中。接着，移除辅助剂，并使第二墨水形成一第二色块。继之，施加第三墨水于第三次像素区域中。之后，使第三墨水形成一第三色块。

在本发明的一实施例中，上述的辅助剂是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymerα-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Poly methyl，methyl siloxanes)其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的于第三次像素区域中施加辅助剂的步骤，更包括同时施加辅助剂在第一色块上。

在本发明的一实施例中，上述的在移除辅助剂且使第二墨水形成第二色块的步骤之后、且在第三次像素区域中施加第三墨水的步骤之前，更包括施加辅助剂于第一色块与第二色块上。

在本发明的一实施例中，上述的使第三墨水形成第三色块的步骤更包括：移除第一色块与第二色块上的辅助剂。

在本发明的一实施例中，上述的辅助剂为亲水性，而第一墨水、第二墨水及第三墨水为疏水性。

在本发明的一实施例中，上述的辅助剂为疏水性，而第一墨水、第二墨水及第三墨水为亲水性。

在本发明的一实施例中，上述的移除辅助剂、且使第一墨水形成第一色块的方法包括：进行第一预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及进行第一硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，其中在第一硬烤步骤时完全移除辅助剂。

在本发明的一实施例中，上述的移除辅助剂、且使第二墨水形成第二色块的方法包括：进行第二预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及进行第二硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，其中，在第二硬烤步骤时完全移除辅助剂。

在本发明的一实施例中，上述的移除辅助剂、且使第三墨水形成第三色块的方法包括：进行第三预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及进行第三硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，其中，在第三硬烤步骤时完全移除辅助剂。

在本发明的一实施例中，上述的第一墨水的颜色包括红色。

在本发明的一实施例中，上述的第二墨水的颜色包括绿色。

在本发明的一实施例中，上述的第三墨水的颜色包括蓝色。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板的制造方法更包括于第一、第二、第三色块及黑矩阵上形成一平坦层。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板的制造方法更包括于平坦层上形成一透明导电层。

基于上述，本发明再提出一种彩色滤光基板的制造方法，包括步骤(a)～(c)。在步骤(a)中，提供一基板，此基板上形成一黑矩阵并定义出多个次像素区域。接着，在步骤(b)中，进行一色块制程，包括：(b1)于部分次像素区域中施加辅助剂，以遮蔽部分次像素区域；(b2)于未遮蔽的次像素区域中施加一墨水；(b3)移除辅助剂，并使墨水形成一色块。继之，在步骤(c)中，重复该色块制程数次，且在每次的色块制程中使用一设定颜色的墨水，直到在次像素区域中形成多个不同颜色的色块。

在本发明的一实施例中，上述的辅助剂是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymerα-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Poly methyl，methyl siloxanes)其中之一

在本发明的一实施例中，上述的不同颜色的色块包括红色色块、绿色色块与蓝色色块。

在本发明的一实施例中，上述的彩色滤光基板的制造方法更包括于不同颜色的色块及黑矩阵上形成一平坦层。

本发明利用辅助剂将未滴入墨水的次像素区域先行填充，可防止墨水因过量产生的溢流或对位不准确的因素，而导致的填入非预定次像素区域的问题。藉由辅助剂与墨水之间亲/疏水特性不同，可以有效地防止各色墨水间混色。因此，所制作的彩色滤光基板具有良好的滤光性质。

附图说明

图1绘示本发明较佳实施例的一种彩色滤光基板的制造方法的步骤流程图。

图2绘示图1中的色块制程的步骤流程图。

图3A～图3K绘示为本发明较佳实施例的另一种彩色滤光基板的制造方法的步骤流程示意图。

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

具体实施方式

图1绘示本发明较佳实施例的一种彩色滤光基板的制造方法的步骤流程图。请参照图1，此彩色滤光基板的制造方法100包括步骤S112、S114与S116。在步骤S112中，提供一基板，此基板上形成一黑矩阵并定义出多个次像素区域。接着，在步骤S114中，进行一色块制程。之后，在步骤S116中，重复该色块制程数次，且在每次的色块制程中使用一设定颜色的墨水，直到在次像素区域中形成多个不同颜色的色块。此彩色滤光基板的制造方法100在步骤S114中(色块制程)使用辅助剂，而能够避免各色墨水之间产生混色。

图2绘示图1中的色块制程的步骤流程图。请参照图2，色块制程包括步骤S114a、S114b与S114c。首先，在步骤S114a中，于部分次像素区域中施加辅助剂，以遮蔽部分次像素区域。接着，在步骤114b中，于未遮蔽的次像素区域中施加一墨水。之后，在步骤114c中，移除辅助剂、且使墨水形成一色块。

由于是在还没有要喷入墨水的次像素区域中先行填入辅助剂，以遮蔽这部分的次像素区域；再来，才在预定喷入墨水的次像素区域中填入墨水；之后，一并移除辅助剂且使填入的墨水形成色块。上述的制程可以使各色墨水之间不会有混色现象，而能够提升所制作的彩色滤光基板的滤光性质。

辅助剂可以是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymerα-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(Polymer N-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(Polymer N-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Polymethyl，methyl siloxanes)其中之一。

另外，根据重复色块制程的次数，即可以决定形成几种颜色的色块，一般而言，上述的不同颜色的色块包括红色色块、绿色色块与蓝色色块等三种，所以，一般会重复步骤S114(色块制程)三次。但是，本发明并不限定于红色、绿色、蓝色的组合(R、G、B)，也可以是其它各种颜色的组合，例如黄色色块、洋红色色块、青绿色色块的组合(Y、M、C)。特别是，也不限定所形成色块的颜色种类与数量。再者，上述的彩色滤光基板的制造方法100可以于不同颜色的色块及黑矩阵上再形成一平坦层，也可以于平坦层上再形成一透明导电层。

为更详细地说明此彩色滤光基板的制造方法，以下根据图3A～图3K所示的流程进行说明。图3A～图3K绘示为本发明较佳实施例的另一种彩色滤光基板的制造方法的步骤流程示意图。

请参照图3A，首先，提供一基板200，此基板200上形成一黑矩阵210并定义出多个第一次像素区域232、多个第二次像素区域234与多个第三次像素区域236。形成此黑矩阵210的方法可以利用众所周知的微影制程，亦即，在基板200上形成黑色光阻层(未绘示)之后，再利用微影的方式，以光罩为罩幕而将黑矩阵210的图案曝光到黑色光阻层上。之后，在进行显影制程、烘烤制程，而形成此黑矩阵210。在此，并不限定黑矩阵210的形成方式。

请参照图3B，接着，于第二次像素区域234与第三次像素区域236中施加一辅助剂240。辅助剂240可以是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymer α-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(Polymer N-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(Polymer N-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Polymethyl，methyl siloxanes)其中之一。此辅助剂240是具有挥发性质的化学材料。另外，可以利用辅助剂喷头(未绘示)将辅助剂240喷入第第二次像素区域234与第三次像素区域236中。

请参照图3C，再来，于第一次像素区域232中施加第一墨水252。可以利用墨水喷头(未绘示)将第一墨水252喷入第一次像素区域232中。特别是，若辅助剂240为亲水性，则第一墨水252为疏水性；若辅助剂240为疏水性，而第一墨水252为亲水性。藉由这样的设计，可以使得辅助剂240可以隔离第一墨水252，并防止第一墨水252溢流到第二次像素区域234与第三次像素区域236。另外，第一墨水252的颜色可以是红色。

请参照图3D，接着，移除辅助剂240且使第一墨水252形成一第一色块252a。移除辅助剂240、且使第一墨水252形成第一色块252a的方法可以是采用加热烘烤的方式进行，当然，利用照光或是其它方式也可以达到相同的效果，在此不予以限定。在一实施例中，当采用加热烘烤的方法时，可以先进行第一预烤步骤，温度介于80℃～100℃。在此步骤，可使第一墨水252逐渐固化。接着，进行第一硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，在第一硬烤步骤时，可以使得第一墨水252完全固化，而形成第一色块252a，同时可以完全移除辅助剂240。

承上述，在选择辅助剂240时需一并考虑去除第一墨水252内的溶剂且使第一墨水252硬化的温度。更详细而言，移除辅助剂240的温度最好是低于使第一墨水252硬化的温度，如此一来，才能在使第一墨水252形成第一色块252a时，完全地移除辅助剂240。一般而言，移除辅助剂240的温度在200℃以上，即可以完全移除辅助剂240。

请参照图3E，接着，于第三次像素区域236中施加辅助剂240。同样地，可以利用辅助剂喷头在第三次像素区域236中施加辅助剂240，辅助剂240的材质已如上所述，在此不予以重述。特别是，在另一实施例中，于第三次像素区域236中施加辅助剂240时，可以同时在第一色块252a上施加辅助剂240，藉此可进一步避免后续施加第二墨水254时产生混色现象。

请参照图3F，再来，于第二次像素区域234中施加第二墨水254。同样地，可以利用墨水喷头(未绘示)将第二墨水254喷入第二次像素区域234中。值得注意的是，若辅助剂240为亲水性，则第二墨水254为疏水性；若辅助剂240为疏水性，而第二墨水254为亲水性。如此一来，可以使得辅助剂240隔离第二墨水254，并防止第二墨水254溢流到第一色块252a上或第三次像素区域236中，特别是，当第一色块252a上施加有辅助剂240时，可防止第二墨水254与第一色块252a之间产生混色。另外，第二墨水254的颜色可以是绿色。

请参照图3G，接着，移除辅助剂240且使第二墨水254形成一第二色块254a。移除辅助剂240、且使第二墨水254形成第二色块254a的方法可以包括：进行第二预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及进行第二硬烤步骤，温度介于200℃～230℃；其中，在第二硬烤步骤时完全移除辅助剂240。同样地，也可以利用照光或是其它方式也可以达到相同的效果，在此不予以限定。

请同时参照图3H与图3I，于第三次像素区域236中施加第三墨水256(如图3I所绘示)。可以利用墨水喷头(未绘示)将第三墨水256喷入第三次像素区域236中。特别是，在另一实施例中，在移除辅助剂240且使第二墨水254形成第二色块254a的步骤之后、且在第三次像素区域236中施加第三墨水256的步骤之前，可以更包括于第一色块252a与第二色块254a上施加辅助剂240(如图3H所绘示)。藉此，可进一步防止第三墨水256与第一色块252a和第二色块254a之间产生混色。另外，第三墨水256的颜色可以是蓝色。

请参照图3J，之后，使第三墨水256形成一第三色块256a。特别是，当第一色块252a与第二色块254a上形成有辅助剂240时，使第三墨水256形成第三色块256a的步骤更包括移除第一色块252a与第二色块254a上的辅助剂240。此移除辅助剂240、且使第三墨水256形成第三色块256a的方法包括：进行第三预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及进行第三硬烤步骤，温度介于200℃～230℃；其中，在第三硬烤步骤时完全移除辅助剂240。至此，完成彩色滤光基板300的制作。

请再参照图3K，在经过上述图3A～3J的步骤后，还可以于第一色块252a、第二色块254a、第三色块256a及黑矩阵210上形成一平坦层260。此平坦层260的形成方法例如是旋转涂布法，平坦层260例如是透明的有机材质。另外，还可以于平坦层260上形成一透明导电层270，形成的方法例如是溅镀法，而透明导电层270的材质例如是铟锡氧化物或铟锌氧化物。

值得注意的是，可利用多组喷头来喷出辅助剂240、第一墨水252、第二墨水254与第三墨水256并且进行适当的同步控制，这样可以有效地控制墨水的喷出量、墨水喷出的位置，并且可以节省制程时间、简化制程步骤。

综上所述，本发明的彩色滤光基板的制造方法至少具有以下优点：

利用辅助剂将未滴入墨水的次像素区域先行填充，可防止墨水因过量产生的溢流或对位不准确的因素，而导致的填入非预定次像素区域的问题。另外，藉由辅助剂与墨水之间的亲/疏水特性不同，可以解决由于黑矩阵表面处理不足而导致的墨水溢流、以及不同墨水间混色的问题。再者，此彩色滤光基板的制造方法的制程简单，并且能用以制作具有良好滤光性质的彩色滤光基板。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然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申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一基板，该基板上形成一黑矩阵并定义出多个第一次像素区域、多个第二次像素区域与多个第三次像素区域；

施加一辅助剂于该些第二次像素区域与该些第三次像素区域中；

施加一第一墨水于该些第一次像素区域中；

移除该辅助剂，并使该第一墨水形成一第一色块；

施加该辅助剂于该些第三次像素区域中；

施加一第二墨水于该些第二次像素区域中；

移除该辅助剂，并使该第二墨水形成一第二色块；

施加一第三墨水于该些第三次像素区域中；以及

使该第三墨水形成一第三色块；

该辅助剂与该第一墨水、该第二墨水及该第三墨水之间亲/疏水特性不同。

2.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，该辅助剂是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymer α-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Poly methyl，methyl siloxanes)其中之一。

3.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，于该些第三次像素区域中施加该辅助剂的步骤更包括：

同时施加该辅助剂在该些第一色块上。

4.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，在移除该辅助剂且使该第二墨水形成该第二色块的步骤之后、与在该些第三次像素区域中施加该第三墨水的步骤之前，更包括：

施加该辅助剂于该些第一色块与该些第二色块上。

5.如权利要求4所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，使该第三墨水形成该第三色块的步骤更包括：移除该些第一色块与该些第二色块上的该辅助剂。

6.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，移除该辅助剂、且使该第一墨水形成该第一色块的方法包括：

进行一第一预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及

进行一第一硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，

其中，在该第一硬烤步骤时完全移除该辅助剂。

7.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，移除该辅助剂、且使该第二墨水形成该第二色块的方法包括：

进行一第二预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及

进行一第二硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，

其中，在该第二硬烤步骤时完全移除该辅助剂。

8.如权利要求5所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，移除该辅助剂、且使该第三墨水形成该第三色块的方法包括：

进行一第三预烤步骤，温度介于80℃～100℃；以及

进行一第三硬烤步骤，温度介于200℃～230℃，

其中，在该第三硬烤步骤时完全移除该辅助剂。

9.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，该第一墨水的颜色包括红色。

10.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，该第二墨水的颜色包括绿色。

11.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，该第三墨水的颜色包括蓝色。

12.如权利要求1所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，更包括于该第一色块、该第二色块、该第三色块及该黑矩阵上形成一平坦层。

13.如权利要求12所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，更包括于该平坦层上形成一透明导电层。

14.一种彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，包括：

(a)提供一基板，该基板上形成一黑矩阵并定义出多个次像素区域；

(b)进行一色块制程，包括：

(b1)于部分该些次像素区域中施加一辅助剂，以遮蔽部分该些次像素区域；

(b2)于未遮蔽的该些次像素区域中施加一墨水；

(b3)移除该辅助剂，并使该墨水形成一色块；

(c)重复该色块制程数次，且在每次的色块制程中使用一设定颜色的墨水，直到在该些次像素区域中形成多个不同颜色的色块，该辅助剂与各设定颜色的墨水之间亲/疏水特性不同。

15.如权利要求14所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，其中该辅助剂是选自于聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(polyethyl methacrylate，PEMA)、Poly(1，3-dioxepane)、α-甲基苯乙烯的聚合物(Polymer α-methylstyrene)、N-丁基甲基丙烯酰胺的聚合物(Polymer N-butyl-methacrylamide)、N-苯基甲基丙烯酰胺的聚合物(PolymerN-phenyl-methacrylamide)、聚二甲基硅氧烷(Poly methyl，methyl siloxanes)其中之一。

16.如权利要求14所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，该些不同颜色的色块包括红色色块、绿色色块与蓝色色块。

17.如权利要求14所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，更包括于该些不同颜色的色块及该黑矩阵上形成一平坦层。

18.如权利要求17所述的彩色滤光基板的制造方法，其特征在于，更包括于该平坦层上形成一透明导电层。