CN101825803A

CN101825803A - 彩色滤光片及其制造方法

Info

Publication number: CN101825803A
Application number: CN200910118905A
Authority: CN
Inventors: 郑荣安; 李其欣; 邱皓杰; 陈皇铭; 吴祥志
Original assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Current assignee: CPT Video Wujiang Co Ltd; Chunghwa Picture Tubes Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: CN101825803B

Abstract

一种彩色滤光片及其制造方法。其中，彩色滤光片的制造方法包括：首先，于一基板的一侧上形成一疏水性表面。而后，利用喷墨印刷制程于疏水性表面上形成多个彩色滤光图案，其中彩色滤光图案的底面与疏水性表面接触。

Description

彩色滤光片及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种彩色滤光片的制造技术，且特别是有关于一种无需倚赖遮光图案层以形成彩色滤光图案的彩色滤光片及其制造方法。

背景技术

一般液晶显示器的彩色滤光片制程，乃采用三原色(红色、绿色及蓝色)的彩色光阻经过三道曝光微影制程，以于基板上依序形成彩色滤光图案，进而完成彩色滤光片的制作。

图1A至1H为绘示公知彩色滤光片的制造流程剖面图。请先参照图1A，提供一基板110。接着请参照图1B，于基板110上形成多个遮光挡墙(barricade)120。而后请依序参照图1C及图1D，于基板110上形成彩色光阻(photo resist)130R’，并对彩色光阻130R’进行一道曝光微影(photolithography)制程，而于基板110上形成彩色滤光图案130R。接下来，重复两次上述的曝光微影制程。意即，依序对基板110上的彩色光阻130G’及130B’进行两道曝光微影制程，以于基板110上依序形成彩色滤光图案130G及130B，如图1E～图1H所示。至此，彩色滤光片100得以制作完成。

由上述可知，遮光挡墙120的设置可有效阻隔彩色滤光图案130R与130G、彩色滤光图案130R与130B以及彩色滤光图案130G与130B，以避免不同颜色的彩色滤光图案130R、130G及130B发生混色的情形，进而避免因混色而降低彩色滤光片100的色饱和度。然而，遮光挡墙120还需具有一定厚度，才能发挥阻隔的效果。因此，传统上，在形成彩色光阻130R’、130G’及130B’之前，就必需先在基板110上方配置一定厚度的遮光挡墙120。

此外，彩色滤光图案130R、130G及130B的形成乃是将彩色光阻液滴在基板上110，接着以旋转涂布(spin coating)或缝隙涂布(slitcoating)的方式均匀地将彩色光阻130R’、130G’及130B’涂布于基板110上。因此，大部分彩色光阻130R’、130G’及130B’会在旋转涂布或缝隙涂布的过程中被浪费掉，而且彩色光阻130R’、130G’及130B’的价格昂贵，这样的制作方式成本较高。

发明内容

本发明提供一种彩色滤光片，此彩色滤光片具有良好色彩饱和度。

本发明又提供一种彩色滤光片的制造方法，此制造方法无需倚赖遮光图案层得以形成彩色滤光图案。

本发明再提供一种彩色滤光片的制造方法，此制造方法可降低彩色滤光图案及遮光图案层的材料消耗。

为具体描述本发明的内容，在此提出一种彩色滤光片的制造方法，此制造方法包括：首先，于一基板的一侧上形成一疏水性表面。而后，利用喷墨印刷制程(ink-jet printing，IJP)于疏水性表面上形成多个彩色滤光图案，其中彩色滤光图案的底面与疏水性表面接触。

在本发明的一实施例中，前述彩色滤光片中的每一彩色滤光图案的侧表面与相邻的彩色滤光图案的侧表面接触。

在本发明的一实施例中，形成疏水性表面的方法包括对基板的该侧进行一表面处理制程。在一实施例中，表面处理制程包括化学表面处理制程。在一实施例中，化学表面处理制程包括表面电浆改质制程或表面自组装单层(Self-Assemble monolayer)结构化制程。在一实施例中，表面电浆改质制程是利用氟化碳(CF_x)电浆。

在本发明的一实施例中，彩色滤光片的制造方法还包括形成一遮光图案层。其中，形成遮光图案层的方法包括：在形成彩色滤光图案之后，于彩色滤光图案上形成遮光图案层。

在本发明的一实施例中，彩色滤光片的制造方法还包括形成一遮光图案层。其中，形成遮光图案层的方法包括：在形成彩色滤光图案之前，于基板的该侧上形成遮光图案层，以使遮光图案层位于基板与彩色滤光图案之间。

在本发明的一实施例中，彩色滤光片的制造方法还包括形成一遮光图案层。其中，形成遮光图案层的方法包括：在基板的另一侧上形成遮光图案层，以使基板位于遮光图案层与彩色滤光图案之间。

在本发明的一实施例中，形成疏水性表面的方法包括：首先提供一基材，然后在此基材上形成一疏水性平坦层，其中疏水性平坦层具有平坦的疏水性表面。

在本发明的一实施例中，形成疏水性平坦层的方法包括：在基材上形成一平坦材料层，其中平坦材料层例如具有疏水性。

在本发明的一实施例中，形成疏水性平坦层的方法包括：首先，在基材上形成一平坦材料层。而后，对平坦材料层进行表面处理制程，以形成具有疏水性表面的疏水性平坦层。在一实施例中，表面处理制程包括化学表面处理制程。在一实施例中，化学表面处理制程包括表面电浆改质制程或表面自组装单层结构化制程。在一实施例中，表面电浆改质制程是利用氟化碳电浆。

在本发明的一实施例中，彩色滤光片的制造方法还包括形成一遮光图案层。其中，形成遮光图案层的方法包括：在形成疏水性平坦层之前，于基材上形成遮光图案层，以使遮光图案层位于基材与疏水性平坦层之间。

在本发明的一实施例中，平坦材料层的材料包括透明无机材料以及透明有机材料至少其中之一。在一实施例中，透明无机材料是选自可溶性(soluble)二氧化硅前驱物(precursor)、二氧化硅所组成的族群或其衍生物其中之一。在另一实施例中，透明有机材料是选自聚乙烯(polyethylene)芳香族、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚亚烯胺(Polyimide)、聚碳酸脂(Polycarbonate)所组成的族群或其衍生物其中之一。

在本发明的一实施例中，形成平坦材料层的方法包括湿式涂布法、真空溅镀(vacuum sputtering)法以及真空蒸镀(vacuum Evaporation)。

为具体描述本发明的内容，在此另提出一种彩色滤光片，此彩色滤光片包括一基板以及多个彩色滤光图案。基板的一侧具有一疏水性表面。彩色滤光图案配置于基板上，其中彩色滤光图案的底面与疏水性表面接触，且每一彩色滤光图案的侧表面与相邻的彩色滤光图案的侧表面接触。

在本发明的一实施例中，疏水性表面位于基板的丨侧。在一实施例中，彩色滤光片还包括一遮光图案层，其中遮光图案层配置于基板上，且覆盖彩色滤光图案之间彼此接触的区域。在一实施例中，遮光图案层配置于彩色滤光图案的表面上。在另一实施例中，遮光图案层配置于基板的该侧上，如此遮光图案层位于基板与彩色滤光图案之间。在又一实施例中，遮光图案层配置于基板的另一侧上，如此基板位于遮光图案层与彩色滤光图案之间。

在本发明的一实施例中，基板包括一基材以及一疏水性平坦层。疏水性平坦层配置于基材上，且具有疏水性表面。在一实施例中，彩色滤光片还包括一遮光图案层，其中遮光图案层覆盖彩色滤光图案之间彼此接触的区域。此外，遮光图案层配置于基材上，如此遮光图案层位于基材与疏水性平坦层之间。

基于上述，本发明的彩色滤光片的制造方法采用喷墨印刷技术以形成本发明的彩色滤光片。此外，本发明的彩色滤光片的制造方法具有高良率、简化制程、节省制作成本等优点，并可防止本发明的彩色滤光片发生彩色滤光图案互相混色而导致色彩饱和度不佳的问题。

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，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A至1H为绘示公知彩色滤光片的制造流程剖面图。

图2绘示本发明的一实施例的彩色滤光片的制造流程图。

图2A～图2C绘示本发明的一实施例的疏水性表面的制造流程剖面图。

图2D～图2F绘示本发明的一实施例的彩色滤光图案的制造流程剖面图。

图2G绘示第一实施例的具有遮光图案层的彩色滤光片的局部剖面示意图。

图3A绘示第二实施例的具有遮光图案层的基板的局部剖面示意图。

图3B～图3D绘示本发明的第二实施例的疏水性平坦层的制造流程剖面图。

图3E～图3G绘示本发明的第二实施例的彩色滤光图案的制造流程剖面图。

图4绘示本发明的第三实施例的彩色滤光片的局部剖面示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、300、400：彩色滤光片

110、210：基板

120：遮光挡墙

130R’、130G’、130B’：彩色光阻

130R、130G、130B、230a、230b、230c：彩色滤光图案

210’：基材

220：疏水性平坦层

220’：平坦材料层

230：彩色滤光图案群组

240、340、440：遮光图案层

P1：表面处理制程

P2、P3、P4：喷墨印刷制程

S1、S2：侧

S201、S203：步骤

S_a、S_b、S_c：底面

S_t：疏水性表面

具体实施方式

第一实施例

图2绘示本发明的一实施例的彩色滤光片的制造流程图。请参照图2，首先，在步骤S201中，于一基板的一侧上形成一疏水性表面。然后，在步骤S203中，利用喷墨印刷(ink-jet printing，IJP)制程于疏水性表面上形成多个彩色滤光图案，其中彩色滤光图案的底面与疏水性表面接触。以下依序说明彩色滤光图案的形成方法，其中图2A～图2C绘示本发明的一实施例的疏水性表面的制造流程剖面图，而图2D～图2F绘示本发明的一实施例的彩色滤光图案的制造流程剖面图。

首先，请参照图2A，提供一基板210，而此基板210具有一侧S1。而后，请依序参照图2B及图2C，对基板210的该侧S1进行表面处理制程P1(如图2B所示)，以形成疏水性表面S_t(如图2C所示)。本实施例的表面处理制程P1的方式可采用表面电浆改质制程、表面自组装单层(Self-Assemble monolayer)结构化制程、...等化学表面处理制程，其中表面电浆改质制程可利用氟化碳(CF_x)电浆来进行。然而，上述实施方法仅用以说明本实施例，并非用来限制本发明。也就是说，本发明还可以使用其它适于进行表面处理制程P1的方法。

然后，请参照图2D，利用喷墨印刷制程P2于疏水性表面S_t上形成多个彩色滤光图案230a，以使彩色滤光图案230a的底面S_a可与疏水性表面S_t接触。由于本实施例的疏水性表面S_t具有平坦特性及疏水特性，所以彩色墨水可藉由喷墨印刷制程P2而设置于疏水性表面S_t上的特定位置。进一步而言，利用喷墨印刷技术将彩色墨水设置于疏水性表面S_t上时，彩色墨水仍具有流体特性(fluid)。然而，疏水性表面S_t的平坦特性与疏水特性有助于抑制彩色墨水的流体特性，以使彩色墨水附着在疏水性表面S_t上的特定位置而形成彩色滤光图案230a。

接着，请参照图2E，利用喷墨印刷制程P3于疏水性表面S_t上形成多个彩色滤光图案230b，以使彩色滤光图案230b的底面S_b可与疏水性表面S_t接触。由前述可知，本实施例的疏水性表面S_t的表面特性有助于使彩色墨水附着于疏水性表面S_t上的特定位置。此外，本实施例的疏水性表面S_t的疏水特性还可避免不同颜色的彩色墨水在彩色滤光图案230a与彩色滤光图案230b之间的交界处发生混色的情形，并使彩色滤光图案230b的侧表面与相邻的彩色滤光图案230a的侧表面互相接触。

接着，请参照图2F，利用喷墨印刷制程P4于疏水性表面S_t上形成多个彩色滤光图案230c。本实施例的疏水性表面S_t的表面特性有助于使彩色墨水附着于疏水性表面S_t上的特定位置，并使彩色滤光图案230c的底面S_c与疏水性表面S_t接触。此外，本实施例的疏水性表面S_t还可避免不同颜色的彩色墨水在彩色滤光图案230c与彩色滤光图案230a之间的交界处以及彩色滤光图案230c与彩色滤光图案230b之间的交界处发生混色的情形，并使彩色滤光图案230c的侧表面与相邻的彩色滤光图案230a、230b的侧表面互相接触。

承上述，在本实施例中，彩色墨水的材料可以是由颜料(pigment)、单体、光起始剂、界面活性剂或溶剂等成分所构成。然而，于喷墨印刷制程的技术领域中，可用来作为彩色墨水的材料实为众多，在此不逐一列出。此外，彩色滤光图案230a、230b、230c例如是红色、绿色、蓝色滤光图案。然而，彩色滤光图案230a、230b、230c的颜色应视产品的需求而定，本发明无意限制上述颜色。一般来说，彩色滤光图案230a、230b或230c可对应至一个子像素区域，而由彩色滤光图案230a、230b与230c所构成的彩色滤光图案群组230可对应至一个像素区域。至此，本实施例的彩色滤光片200已大致制作完成。

本实施例的彩色滤光片200包括基板210以及彩色滤光图案230a、230b与230c，其中基板210具有一疏水性表面S_t。彩色滤光图案230a、230b与230c配置于疏水性表面S_t上，其中彩色滤光图案230a、230b、230c的底面S_a、S_b、S_c与疏水性表面S_t接触，且每一彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面与相邻的彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面接触。

在本实施例中，可进一步于彩色滤光片200上配置遮光图案层240，如图2G所示。于基板210上形成遮光图案层240，以使遮光图案层240配置于彩色滤光图案230a、230b与230c的顶表面上。此外，遮光图案层240可覆盖彩色滤光图案230a、230b、230c之间彼此接触的区域，此举有助于提升遮光图案层240的遮光效果。至此，本实施例的遮光图案层240已大致制作完成。

如图2G所示，本实施例的遮光图案层240位于彩色滤光图案230a、230b与230c的上方，且每一彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面会与相邻的彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面接触。意即，本实施例的彩色滤光图案230a、230b与230c的形成无需仰赖遮光图案层240。如此，遮光图案层240可具有较薄的厚度。

由上述可知，彩色滤光图案230a、230b与230c的形成无需仰赖遮光图案层240，因此，彩色滤光图案230a、230b与230c以及遮光图案层240的两者之间的形成步骤便不受限。举例来说，在形成彩色滤光图案230a、230b与230c之前，可先于基板210上形成遮光图案层240，以使遮光图案层240位于基板210以及彩色滤光图案230a、230b与230c之间。

第二实施例

由第一实施例可知，本发明的彩色滤光图案的形成无需仰赖遮光图案层，也因此彩色滤光图案的形成步骤与遮光图案层的形成步骤并无一定的顺序。然而，当遮光图案层的形成早于彩色滤光图案的形成时，若遮光图案层具有较厚的厚度，则本实施例可进一步在形成彩色滤光图案的前先形成一具有疏水性表面的疏水性平坦层，其中疏水性表面同时具备疏水特性与平坦特性。

以下依序说明疏水性平坦层的形成方法与彩色滤光图案的形成方法，其中图3B～图3D绘示本发明的一实施例之疏水性平坦层的制造流程剖面图，而图3E～图3G绘示本发明的一实施例之彩色滤光图案的制造流程剖面图。

首先，请参照图3A，提供一基材210’。然后，于基材210’上形成一遮光图案层340。

接着，请参照图3B，在基材210’上形成一平坦材料层220’，以使遮光图案层340位于基材210’与疏水性平坦层220之间。在本实施例中，形成平坦材料层220’的方法可以是湿式涂布法、真空溅镀(vacuumsputtering)法以及真空蒸镀(vacuum Evaporation)。此外，本实施例的平坦材料层220’的材料可以采用可溶性(soluble)二氧化硅前驱物(precursor)、二氧化硅所组成的族群或其衍生物其中之一等透明无机材料，也可以采用聚乙烯(polyethylene)芳香族、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚亚烯胺(Polyimide)、聚碳酸脂(Polycarbonate)所组成的族群或其衍生物其中之一等透明有机材料。然而，平坦材料层220’的选材考虑应视产品的需求而定，本发明并不限定上述材料。

之后，请依序参照图3C及图3D，对平坦材料层220’进行表面处理制程P1(如图3C所示)，以于基材210’的上形成具有疏水性表面S_t的疏水性平坦层220(hydrophobic p1anarization layer，如图3D所示)。本实施例的表面处理制程P1的方式是可采用表面电浆改质制程、表面自组装单层结构化制程、...等化学表面处理，其中表面电浆改质制程可利用氟化碳电浆来进行。然而，上述实施方法仅用以说明本实施例，并非用来限制本发明。也就是说，本发明还可以使用其它适于进行表面处理制程P1的方法。

特别一提的是，在其它实施例中，平坦材料层220’也可以本身就具有疏水性。如此一来，在基材210’上形成平坦材料层220’后，疏水性表面S_t便自然形成，如图3D所示。至此，本实施例之疏水性平坦层220已大致制作完成，其中基板210由疏水性平坦层220与基材210’所构成。

接下来，请依序参考图3E～图3G，于疏水性平坦层220上，依序利用喷墨印刷制程P2、P3、P4形成多个彩色滤光图案230a、230b、230c，以使彩色滤光图案230a、230b、230c的底面S_a、S_b、S_c可与疏水性平坦层220的疏水性表面S_t接触，且每一彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面与相邻的彩色滤光图案230a、230b、230c的侧表面接触。其中，喷墨印刷制程P2、P3、P4的过程中所使用的彩色墨水，其材料可参考第一实施例的说明，在此不加以累述。至此，本实施例的彩色滤光片300及其彩色滤光图案230a、230b与230c已大致制作完成。

由上述可知，在本实施例中，虽然遮光图案层340的形成步骤在彩色滤光图案230a、230b与230c的形成步骤之前。然而，疏水性平坦层220覆盖遮光图案层340，以使彩色滤光图案230a、230b与230c可设置于疏水性平坦层220之疏水性表面S_t的上方。换句话说，本实施例的彩色滤光图案230a、230b与230c的形成仍无需仰赖遮光图案层340。也就是说，本实施例的遮光图案层340无作为挡墙的功能。

第三实施例

本实施例的彩色滤光片400与第一实施例的彩色滤光片200相似，其中相同或相似的标号代表相同或相似的构件。此外，本实施例的彩色滤光图案230a、230b与230c的形成方法可参考图2及图2A～图2F及其图示说明，在此不重复描述。

本实施例与第一实施例主要差异之处在于：本实施例的彩色滤光片400的遮光图案层440配置于基板210的另一侧上S2，以使基板210位于遮光图案层440以及彩色滤光图案230a、230b与230c之间，如图4所示。

由图4可知，彩色滤光图案230a、230b与230c以及遮光图案层440分别位于基板210的两侧S1以及S2。因此，本实施例的彩色滤光图案230a、230b与230c的形成无需仰赖遮光图案层440，如此一来，遮光图案层440可具有较薄的厚度。

在此需要说明的是，本发明并不限制彩色滤光图案230a、230b与230c以及遮光图案层440的形成步骤。举例来说，可先于基板210的一侧S 1形成彩色滤光图案230a、230b与230c，再于基板210的另一侧S2形成遮光图案层440。抑或，先于基板210的一侧S1形成遮光图案层440，再于基板210的另一侧S2形成彩色滤光图案230a、230b与230c。

综上所述，本发明的彩色滤光片设置疏水性平坦层，其有助于形成彩色滤光图案，并可避免相邻的不同颜色的彩色滤光图案之间发生混色的情形，进而提升彩色滤光片的制造良率。此外，本发明的彩色滤光片的制造方法利用制程步骤较简易的喷墨印刷制程以及疏水性平坦层的表面特性以使彩色滤光图案设置于疏水性平坦层上，进而完成上述的彩色滤光片的制作。此举可在无需倚赖遮光图案层的情形下形成彩色滤光图案，还能在制程步骤中简化繁复的制程步骤与节省不必要的材料耗费。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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上述的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种彩色滤光片的制造方法，其特征在于，包括：

于一基板的一侧上形成一疏水性表面；以及

利用喷墨印刷制程于该疏水性表面上形成多个彩色滤光图案，其中该些彩色滤光图案的底面与该疏水性表面接触。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，每一彩色滤光图案的侧表面与相邻的该些彩色滤光图案的侧表面接触。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，形成该疏水性表面的方法，包括：

对该基板的该侧进行一表面处理制程，以形成该疏水性表面，该表面处理制程包括一化学表面处理制程。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，还包括形成一遮光图案层，其中形成该遮光图案层的方法包括：

在形成该些彩色滤光图案之后，于该些彩色滤光图案上形成该遮光图案层，或者

在形成该些彩色滤光图案之前，于该基板的该侧上形成该遮光图案层，以使该遮光图案层位于该基板与该些彩色滤光图案之间，或者

在该基板的另一侧上形成该遮光图案层，以使该基板位于该遮光图案层与该些彩色滤光图案之间。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，形成该疏水性表面的方法，包括：

提供一基材；以及

于该基材上形成一疏水性平坦层，其中该疏水性平坦层具有平坦的该疏水性表面。

6.如权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，形成该疏水性平坦层的方法，包括：

在该基材上形成一平坦材料层，其中该平坦材料层具有疏水性，或

在该基材上形成一平坦材料层，并对该平坦材料层进行一表面处理制程，以形成具有该疏水性表面的该疏水性平坦层。

7.如权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于，还包括形成一遮光图案层，其中形成该遮光图案层的方法包括：

在形成该疏水性平坦层之前，于该基材上形成该遮光图案层，以使该遮光图案层位于该基材与该疏水性平坦层之间。

8.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：

一基板，其一侧具有一疏水性表面；以及

多个彩色滤光图案，配置于该基板上，其中该些彩色滤光图案的底面与该疏水性表面接触，且每一彩色滤光图案的侧表面与相邻的该些彩色滤光图案的侧表面接触。

9.如权利要求8所述的彩色滤光片，其特征在于，还包括一遮光图案层，配置于该基板上，且该遮光图案层覆盖该些彩色滤光图案之间彼此接触的区域。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于，该遮光图案层配置于该些彩色滤光图案的表面上，或者

该遮光图案层配置于该基板的该侧上，以使该遮光图案层位于该基板与该些彩色滤光图案之间，或者

该遮光图案层配置于该基板的另一侧上，以使该基板位于该遮光图案层与该些彩色滤光图案之间。

11.如权利要求8所述的彩色滤光片，其特征在于，该基板包括：

一基材；以及

一疏水性平坦层，配置于该基材上，具有该疏水性表面。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片，其特征在于，包括一遮光图案层，覆盖该些彩色滤光图案之间彼此接触的区域，其中该遮光图案层配置于该基材上，如此该遮光图案层位于该基材与该疏水性平坦层之间。